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隔離|【干貨分享】開關電源“爬電距離”與“電氣間隙”

隔離|【干貨分享】開關電源“爬電距離”與“電氣間隙”
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摘要

爬電距離：沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間的最短路徑 。 電氣間隙：在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間測得的最短空間距離 。 即在保證電氣性能穩定和安全的情況下 ， 通過空氣能實現絕緣的最短距離 。 一般來說 ， 爬電距離要求的數值比電氣間隙要求的數值要大 ， 布線時須同時滿足這兩者的要求（即要考慮表面的距離 ， 還要考慮空間的距離） ， 開槽（槽寬應大于1mm）只能增加表面距離即爬電距離而不能增加電氣間隙 ， 所以當電氣間隙不夠時 ， 開槽是不能解決這個問題的 ， 開槽時要注意槽的位置、長短是否合適 ， 以滿足爬電距離的要求 。 元件及PCB 的電氣隔離距離：（電氣隔離距離指電氣間隙和爬電距離的綜合考慮）對于Ⅰ類設備的開關電源（●一類設備：采用基本絕緣和保護接地來進行防電擊保護的設備 。 （外殼接地的開關電源屬于此類設備）；●二類設備：采用不僅僅依靠基本絕緣的其它方式（如采用雙重絕緣或加強絕緣）來進行防電擊保護的設備；●三類設備：不會產生電擊的危險的設備）在元件及PCB 板上的隔離距離如下：（下列數值未包括裕量） 。 a、對于AC—DC 電源（以不含有PFC 電路及輸入額定電壓范圍為100-240V～為例）
b、對于AC—DC 電源（以含有PFC 電路及輸入額定電壓范圍為100-240V～為例）
c、對于DC—DC 電源（以輸入額定電壓范圍為36-76V 為例）
一、變壓器內部的電氣隔離距離

變壓器內部的電氣隔離距離是指變壓器兩邊的擋墻寬度的總和 ， 如果變壓器擋墻的寬度為3mm ， 那么變壓器的電氣隔離距離值為6mm（兩邊的擋墻寬度相同） 。 如果變壓器沒有擋墻 ， 那么變壓器的隔離距離就等于所用膠紙的厚度 。 另外 ， 對于AC-DC 電源 ， 變壓器初、次間繞組應用三層膠紙隔離 ， DC-DC 電源 ， 可只用二層膠紙隔離 。 下列數值未包括裕量：
注：變壓器的引腳如果沒有套上絕緣套管 ， 那么在引腳處的隔離距離可能也僅為膠紙加擋墻的厚度 ， 所以變壓器的引腳需要套上絕緣套管且套管要穿過擋墻 。
空間距離(Creepage distance):在兩個導電組件之間或是導電組件與物體界面之間經由空氣分離測得最短直線距離;沿面距離(clearance):沿絕緣表面測得兩個導電組件之間或是導電組件與物體界面之間的最短距離.沿面距離(clearance)不滿足標準要求距離時：PCB 板上可采取兩個導電組件之間開槽的方法 ， 導電組件與外殼、可觸及部分之間距離不夠 ， 則可將導電組件用絕緣材料包住 。 將導電組件用絕緣材料包住既解決了空間距離(Creepage distance)也解決了沿面距離(clearance)問題 ， 此方法一般用在電源板上變壓器和周邊組件之間距離不夠時 ， 將變壓器包住 。 另外可在不影響產品功能的情況下適當降低兩導體之間的電壓差 。
二、電氣間隙的決定

根據測量的工作電壓及絕緣等級 ， 即可決定距離
一次側線路之電氣間隙尺寸要求 ， 見表3 及表4二次側線路之電氣間隙尺寸要求通常：一次側交流部分：保險絲前L—N≥2.5mm ， L.N PE（大地）≥2.5mm ， 保險絲裝置之后可不做要求 ， 但盡可能保持一定距離以避免發生短路損壞電源 。 一次側交流對直流部分≥2.0mm一次側直流地對大地≥2.5mm （一次側浮接地對大地）一次側部分對二次側部分≥4.0mm ， 跨接于一二次側之間之元器件二次側部分之電隙間隙≥0.5mm 即可二次側地對大地≥1.0mm 即可附注：決定是否符合要求前 ， 內部零件應先施于10N 力 ， 外殼施以30N 力 ， 以減少其距離 ， 使確認為最糟情況下 ， 空間距離仍符合規定 。

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