隔离设计中PCB铺铜与安全间距的协同艺术：从原理到实战

你有没有遇到过这样的情况？电路功能完全正常，EMC测试却屡次不过；或者产品在实验室运行良好，一到潮湿环境就频繁复位、甚至打火击穿。如果你正在做工业控制、医疗设备或电源类设计，那很可能——问题出在 隔离边界 上。

而在所有导致隔离失效的设计疏漏中， PCB铺铜处理不当 和 安全间距不足 是最常见也最容易被忽视的“隐形杀手”。

今天我们就来深挖这个话题：如何让PCB铺铜不再成为安规漏洞的帮凶？怎样通过合理的布局布线，在有限空间内同时满足电气性能与绝缘强度的要求？

为什么隔离设计不能只靠器件？

很多工程师认为：“我用了光耦、数字隔离器或者隔离电源模块，不就天然隔离了吗？”
错。元器件只是起点，真正的隔离完整性是由 整个系统级实现 决定的，尤其是PCB层面的物理实现。

举个真实案例：某客户用ADI的ADuM5401做四通道隔离+供电，在调试时发现低压侧MCU经常重启。排查良久才发现，是高压侧GND铺铜绕过了隔离沟，通过一个散热过孔间接连到了低压地——看似微小的漏电流，在高共模噪声下形成了干扰回路。

这正是典型的“ 器件有隔离，PCB没隔离 ”。

所以我们要明确一点：

隔离不仅是功能需求，更是物理结构要求。

而在这个结构中， 铺铜怎么走、间隙留多大、表面路径是否足够长 ，直接决定了你的产品能不能通过安规认证，以及在现场能否稳定工作十年以上。

PCB铺铜：双刃剑的正确打开方式

铺铜不只是“接地”那么简单

铺铜（Copper Pour）的本质，是在PCB上创建低阻抗、大面积导电区域。它的好处显而易见：

• ✅ 改善散热：为MOSFET、LDO等发热元件提供高效热传导路径；
• ✅ 增强屏蔽：作为参考平面吸收高频噪声，抑制串扰；
• ✅ 稳定回流路径：减少地弹和信号反射；
• ✅ 提升制造良率：平衡铜分布，防止蚀刻不均。

但这些优点一旦跨越了隔离边界，就会变成灾难性的隐患。

比如：
- 一片连续的GND铺铜跨接高低压侧 → 形成低阻抗漏电通路；
- 变压器下方铺铜未开窗 → 引发局部放电甚至击穿；
- 浮空的孤立铜皮 → 成为接收EMI的“天线”，还可能积累电荷放电。

因此，在隔离设计中，我们对铺铜的态度必须是： 要用，但要严控边界。

关键风险点：边缘电场集中与寄生电容

铜本身导电性极好（电阻率约1.7×10⁻⁸ Ω·m），但它也有“软肋”——几何形状和相对位置会极大影响其电气行为。

尖端效应：角越尖

转载自CSDN-专业IT技术社区

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_42613018/article/details/156378959