PCB設(shè)計(jì)之安規(guī)規(guī)范
安規(guī)就是產(chǎn)品認(rèn)證中對(duì)產(chǎn)品安全的要求,包含產(chǎn)品零件的安全的要求、組成成品后的安全要求。安規(guī)其實(shí)是中國(guó)人自己的產(chǎn)物,國(guó)外一般會(huì)叫成regulatory。
什么是安規(guī)?
安規(guī)——最佳的英文解釋?xiě)?yīng)當(dāng)是Production Compliance。是指產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到銷(xiāo)售到終端用戶(hù),貫穿產(chǎn)品使用的整個(gè)壽命周期,相對(duì)于銷(xiāo)售地的法律、法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品安全符合性。這種產(chǎn)品安全符合性不僅僅包含了普通意義上的產(chǎn)品安全,同時(shí)還包括產(chǎn)品的電磁兼容與輻射、節(jié)能環(huán)保、食品衛(wèi)生等等方面的要求。她應(yīng)當(dāng)不僅僅是一種要求、一本標(biāo)準(zhǔn)、一張證書(shū)、一份測(cè)試報(bào)告所能取代或能說(shuō)明的,更應(yīng)該是貫穿了產(chǎn)品生命周期的一種產(chǎn)品安全責(zé)任和活動(dòng)。
單純地把安規(guī)理解為認(rèn)證應(yīng)當(dāng)是片面的。認(rèn)證只是評(píng)估產(chǎn)品符合性的一種手段或過(guò)程,但是它不是必需的手段或過(guò)程。這種符合性應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初予以考核,經(jīng)過(guò)但不一定經(jīng)過(guò)第三方通過(guò)測(cè)試,考察產(chǎn)品對(duì)相關(guān)法律、法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的符合性,對(duì)可預(yù)見(jiàn)或不可預(yù)見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,確保使用者在使用過(guò)程中盡可能地避免出現(xiàn)預(yù)見(jiàn)或不可預(yù)見(jiàn)的人身傷害或財(cái)產(chǎn)損失。
安規(guī)通過(guò)模擬終端客戶(hù)可能的使用方法,經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試,考核產(chǎn)品在正?;蚍钦J褂玫那闆r下可能出現(xiàn)的電擊、火災(zāi)、機(jī)械傷害、熱傷害、化學(xué)傷害、輻射傷害、食品衛(wèi)生等等危害,在產(chǎn)品出廠前通過(guò)相應(yīng)的設(shè)計(jì),予以預(yù)防。
此安規(guī)規(guī)范適用于輸入電壓低于600V的弱點(diǎn)類(lèi)設(shè)備的PCB安規(guī)設(shè)計(jì)。
第一部分 安規(guī)基礎(chǔ)知識(shí)
UL與 VDE的安全標(biāo)準(zhǔn)有本質(zhì)上的差異,UL規(guī)格比較集中在防止失火的危險(xiǎn),而 VDE規(guī)格則比較關(guān)于操作人員的安全,對(duì)于電源供給器而言,VDE乃是最嚴(yán)厲的電氣安全標(biāo)準(zhǔn).
下面的安全件均需要有VDE and UL證書(shū)(如果到加拿大的機(jī)型還外加CUL證書(shū)):
1. 變壓器(骨架、絕緣膠帶、聚酯絕緣膠帶)
2. 濾波器(骨架、絕緣膠帶、聚酯絕緣膠帶)
3. 光耦
4. Y電容
5. X電容
6. PCB材質(zhì)(并包括制板黃卡)
7. 可燃性塑膠材質(zhì)(包括前面板、電源板支撐膠柱、電源板絕緣PVC、保險(xiǎn)管座、電源線插座VH-3等)
8. 保險(xiǎn)管
9. 熱縮套管
10.大容量的電解電容.
11.各類(lèi)線材
空間距離(clearance) / 電氣間隙:
在兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備防護(hù)界面之間測(cè)得的最短空間距離。
沿面距離(Creepage ) / 爬電距離:
沿絕緣表面測(cè)得的兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備防護(hù)界面之間的最短路徑。
防護(hù)界面(boundingsurface):
電氣防護(hù)外殼的外表面,對(duì)于可觸及絕緣材料可以認(rèn)為是在材料表面上壓貼了金屬箔那樣的表面。
抗電強(qiáng)度:
又叫電介質(zhì)強(qiáng)度測(cè)試, 英文為hipot test, 大概是最多人知道的和經(jīng)常執(zhí)行的生產(chǎn)線安全測(cè)試。實(shí)際上,表明它的重要性是每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的一部分。 hipot 測(cè)試是確定電子絕緣材料足以抵抗瞬間高電壓的一個(gè)非破壞性的測(cè)試。 這是適用于所有設(shè)備為保證絕緣材料是足夠的的一個(gè)高壓測(cè)試。 進(jìn)行hipot 測(cè)試的其它原因是, 它可以查出可能的瑕疵譬如在制造過(guò)程期間造成的漏電距離和電氣間隙不夠。
測(cè)試方法就是在交流輸入線之間或交流輸入與機(jī)殼之間將零電壓增加到3000V交流或4200V直流時(shí),不擊穿或拉電弧就合格。
溫度:
安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電子電器的求很?chē)?yán),并要求材料有阻燃性,開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)部溫升不應(yīng)超過(guò)65℃,比如環(huán)境溫度是25℃,電源元器件的溫度應(yīng)小于90℃。但一般來(lái)說(shuō),不管是UL或CE認(rèn)證的測(cè)試中,都是按照元器件(特別是安全器件)的安全證書(shū)所標(biāo)識(shí)的耐溫限值為標(biāo)準(zhǔn)。 安規(guī)測(cè)試中表示溫度單位為K(熱力學(xué)溫標(biāo)又稱(chēng)開(kāi)爾文溫標(biāo),或稱(chēng)絕對(duì)溫標(biāo),它規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕對(duì)零度,記符號(hào)為K。),它是減去室溫的才得出的結(jié)果。
接地測(cè)試:
亦稱(chēng)接地連續(xù)性測(cè)試, 接地測(cè)試必須對(duì)所有一類(lèi)產(chǎn)品(Class I)進(jìn)行。測(cè)試的目的是保證產(chǎn)品上的所有在單一絕緣失效的情形下會(huì)變成帶電體,并且可以被使用者接觸到的導(dǎo)電性部件被可靠連接到電源輸入的接地點(diǎn)。 換句話說(shuō), 一個(gè)接地測(cè)試使用大電流的低電壓源加到接地回路來(lái)核實(shí)接地路徑的完整性。
通過(guò)測(cè)量連接在保護(hù)接地連接端子或接地觸點(diǎn)和零件之間的阻抗來(lái)判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求, 阻抗不超出產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)確定的某個(gè)值則認(rèn)為是符合要求的。 一定要記住, 從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)來(lái)看, 用做保護(hù)接地的導(dǎo)體不應(yīng)該包含任何的開(kāi)關(guān)或保險(xiǎn)絲。
漏電流測(cè)量(leakage current measurement)
UL與 CSA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中需要所有露出的固定金屬組件必須予以接到大地端,而且經(jīng)由連接至地端的 1500Ω電阻器來(lái)測(cè)量漏電流; VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格則規(guī)定在 1.06倍額定電壓下, 由 1500Ω電阻器與 150nF電容器并聯(lián)來(lái)測(cè)量漏電流.
通過(guò)隔離變壓器在電源的火線或零線與易觸及的金屬之間串接電流表,開(kāi)關(guān)電源的漏電流在260V交流輸入下不應(yīng)超過(guò)3.5mA。
絕緣電阻( insulation resistance)
在 VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中,輸入端與 SELV輸出電路之間需要有 7.0MΩ的最小電阻值,而輸入端與較容易受變動(dòng)的金屬組件之間,則需要有 2.0MΩ的最小電阻值,而其外施電壓則為 1分鐘 500Vac.
SELV:安全特低電壓電路(safety extra-low voltage circuit)其定義為具有適當(dāng)保護(hù)設(shè)計(jì)之次級(jí)電路,即在任意兩個(gè)可能碰觸組件之間或人體可能碰觸到任意組件和產(chǎn)品的接地保護(hù)端子之間電壓不會(huì)超過(guò) 42.4Vacpeak或 60Vdc的次級(jí)電路;
ELV:特低電壓電路(extra-low voltage circuit)其定義為在導(dǎo)體與導(dǎo)體之間或?qū)w對(duì)地之間的交流電壓峰值不超過(guò) 42.4Vac或直流電壓不超過(guò) 60Vdc的次級(jí)電路;
危險(xiǎn)電壓(hazardous voltage):交流峰值超過(guò) 42.4Vac或直流超過(guò) 60Vdc的電壓.
對(duì)于PCB
1. 正常狀態(tài)下,若某點(diǎn)可得功率超過(guò)15W或工作電壓超過(guò)50V,則阻燃等級(jí)需V-1以上;若某點(diǎn)在工作電壓超過(guò)400V的情況下可得功率超過(guò)15W,則阻燃等級(jí)需V-0,且廠家需要有射出過(guò)程的認(rèn)證(UL6500標(biāo)準(zhǔn));
正常狀態(tài)下,若某點(diǎn)在工作電壓超過(guò)50V,小于等于400V時(shí),可得功率超過(guò)15W,則阻燃等級(jí)需V-1以上;若某點(diǎn)在工作電壓超過(guò)400V的情況下可得功率超過(guò)15W,則阻燃等級(jí)需V-0(EN60065標(biāo)準(zhǔn))。
2.保險(xiǎn)絲額定值需標(biāo)注在保險(xiǎn)絲座旁邊,格式例如“T315mA L125V”
3.板子上的變壓器和濾波器,應(yīng)貼有標(biāo)注廠家名稱(chēng)(或商標(biāo))和型號(hào)的標(biāo)簽
4.電路圖中安全器件旁邊要加上 標(biāo)志
5.對(duì)于class I產(chǎn)品,初次級(jí)間用一個(gè)Y2電容即可;對(duì)于class II產(chǎn)品,要用兩個(gè)Y2電容串連或一個(gè)Y1電容
6.a(chǎn).初次級(jí)間絕緣要為加強(qiáng)絕緣,與周?chē)鈿らg距離亦要達(dá)到加強(qiáng)絕緣的要求;L,N之間,保險(xiǎn)絲兩腳位間要有基本絕緣。具體數(shù)值需根據(jù)工作電壓來(lái)定.(UL6500標(biāo)準(zhǔn));
對(duì)于EN60065標(biāo)準(zhǔn),大體與UL6500標(biāo)準(zhǔn)一樣,不過(guò)由于電壓一般為230V左右,因此對(duì)于加強(qiáng)絕緣一般要求為6mm的距離,對(duì)于基本絕緣一般為3mm。具體數(shù)值仍然要根據(jù)工作電壓來(lái)確定(EN60065標(biāo)準(zhǔn))。
電源板上初次級(jí)間的距離在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮到最少要有6mm的安全距離
b.對(duì)低壓區(qū)的所有線材加以固定,以保證其距離高壓電路(包括元件及布線)的爬電距離及電氣空隙必須保證大于6mm , 例如:我司機(jī)型中給解碼板供電的排線就屬于基本絕緣線體,因此其與電源板上的初級(jí)區(qū)域的安全距離必須保證在外加2N的力施加在此排線上時(shí),能有最少6mm的距離。同樣,在屬于低壓區(qū)域的所有器件在施加2N的外力時(shí)能使其與高壓區(qū)域的安全距離在最少6mm。
c.對(duì)于需要絕緣墊片(PVC)的機(jī)型,其絕緣墊片的位置須保證高壓區(qū)電路(包括元件、布線及電源線尾部基本絕緣段)至上蓋(或底板)的電氣間隙大于6mm,例如:在給機(jī)殼上蓋施加20N的力的情況下,插在電源板上的電源線(及開(kāi)關(guān)電源線)尾端裸露的基本絕緣線體到機(jī)殼上蓋的最短距離不能小于6mm,如果此最短距離可能會(huì)小于6mm,則需加絕緣墊片PVC,并在加貼絕緣墊片PVC的情況下,必須保證此裸露的基本絕緣線體距離到最近的機(jī)殼上蓋導(dǎo)體(即PVC的邊緣)不能小于6mm;
7.保險(xiǎn)絲若為listed的,則可隨意報(bào)備;若為recognized的,則報(bào)備前需做測(cè)試
8.UL與 CSA規(guī)格也提供可燃性標(biāo)準(zhǔn),也就是所有 PC板必被 UL認(rèn)可為 94V-2或是更好的材料,而 VDE規(guī)格亦接受這些標(biāo)準(zhǔn),可燃材料包括面殼,電源板等板卡支撐膠柱,各種固定膠帶等。.
附注:防火等級(jí)優(yōu)劣
發(fā)泡塑料材料類(lèi):HF-1等級(jí)較 HF-2優(yōu),HF-2等級(jí)較 HBF優(yōu);
一般材料:5V優(yōu)于 V-0,V-0優(yōu)于 V-1,V-1優(yōu)于 V-2,V-2優(yōu)于 HB.
對(duì)于外殼
主體部分阻燃等級(jí)需為V-0,且廠家需有射出過(guò)程的認(rèn)證(UL6500);
外殼阻燃等級(jí)的要求一般要根據(jù)起火源對(duì)外殼距離的多少來(lái)確定(EN60065)。
外殼的開(kāi)孔在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證時(shí)懸掛的外來(lái)物在進(jìn)入通風(fēng)孔或其他孔洞時(shí)不會(huì)變成危險(xiǎn)帶電體,其中EN60065標(biāo)準(zhǔn)中要求用一個(gè)直徑為4mm、長(zhǎng)度為100mm的金屬試驗(yàn)針插到孔內(nèi)來(lái)檢驗(yàn)是否合格,其中以試驗(yàn)針一端懸空自由地插入,插入深度不超過(guò)其長(zhǎng)度。
對(duì)于變壓器
在 VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中,對(duì)于變壓器的設(shè)計(jì),制造與利用都有較嚴(yán)格的規(guī)定,以滿(mǎn)足大多數(shù)其它國(guó)家的安全需求,在 UL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中,要求用在變壓器結(jié)構(gòu)中的所有材料,必須有 94V-2或是更好的額定值.
(1).變壓器的絕緣( transformer insulation)
變壓器的繞組依照需求,必須以絕緣做物理上的分隔,在繞組線上的亮漆,瓷漆或洋漆涂料,以及其它的金屬組件,石綿與吸收水分的材料,在此需求的目的之內(nèi)則不考慮絕緣.
(2).變壓器的電介質(zhì)強(qiáng)度(transformer dielectric strength)
當(dāng)使用復(fù)合層的絕緣厚度時(shí),任何兩層之間必須能夠承受電介質(zhì)強(qiáng)度,測(cè)試時(shí)絕緣層接觸在一起且測(cè)試電位加于外部表面.
(3)變壓器的絕緣電阻(transformer insulation resistance)
絕緣用于變壓器的結(jié)構(gòu)中必須在繞組之間,以及在繞組與鐵心和框架金屬板之間,必須有 10MΩ的最小電阻值,并在 1分鐘內(nèi)提供 500Vac電壓.
(4).在設(shè)計(jì)變壓器時(shí),請(qǐng)保證變壓器的次級(jí)繞組與初級(jí)管腳、初級(jí)繞組與次級(jí)管腳的爬電距離須有6mm的安全距離(可以通過(guò)增加白色的絕緣膠帶Margintape寬度或全部管腳加上套管Tube來(lái)實(shí)現(xiàn)),并同一極性的繞組間應(yīng)有兩層絕緣膠帶Tape。
變壓器的標(biāo)簽上需要標(biāo)上商標(biāo)(trade mark)或生產(chǎn)商的廠名(manufacturer name)。
對(duì)于絕緣材料
要保證開(kāi)關(guān)的防觸電保護(hù),就必須有可靠的絕緣結(jié)構(gòu),而絕緣材料的安全性又是保證絕緣結(jié)構(gòu)可靠性的基礎(chǔ),因此,絕緣材料的選用應(yīng)考慮:
1. 支承、覆蓋或包裹帶電部分的部件,不得由于受熱而危及其安全性,必須選用有足夠耐熱能力的材料;
2.
a.對(duì)雙重絕緣,其基本絕緣或附加絕緣的厚度應(yīng)至少為0.4mm。
b.當(dāng)加強(qiáng)絕緣不承受在正常工作條件和故障條件的溫度下可能會(huì)導(dǎo)致絕緣材料變形或劣變的任何機(jī)械應(yīng)力時(shí),則該加強(qiáng)絕緣的最小厚度應(yīng)為0.4mm。
c.電線或電纜中的危險(xiǎn)帶電導(dǎo)體與可觸及零部件之間,或者危險(xiǎn)帶電零部件與電線或電纜中和可觸及導(dǎo)電零部件連接的導(dǎo)體之間的內(nèi)部導(dǎo)線絕緣,如果是由聚氯乙烯材料制成,則厚度至少應(yīng)為0.4mm。
d.在DVD中,下列零部件之間應(yīng)具有雙重絕緣:
—— 可觸及零部件與電線或電纜中和電網(wǎng)電源導(dǎo)電連接的電線或電纜的導(dǎo)體之間;
—— 電線或電纜中和可觸及導(dǎo)電零部件連接的導(dǎo)體和與電網(wǎng)電源導(dǎo)電連接的零部件之間。
第二部分、安規(guī)設(shè)計(jì)相關(guān)概念定義:
1 一次電路 primary circuit
直接與AC電網(wǎng)電源連接的電路。例如:與AC電網(wǎng)電源連接的裝置,變壓器、電動(dòng)機(jī)、其它負(fù)載裝置初級(jí)繞組,以及與電網(wǎng)連接的各種裝置。
2 二次電路 secondary circuit
不與一次電路直接連接,而是由變壓器、變換器或等效的隔離裝置供電或只用電池供電的一種電路。
3 危險(xiǎn)電壓 hazardous voltage
存在于既不符合限流電路全部要求也不符合TNV電路全部要求的電路中,其交流峰值超過(guò)42.4V或直流值超過(guò)60V的電壓。
注:不論電壓高低,一次電路都是危險(xiǎn)電壓電路。
4 特低電壓電路 extra -low voltage (ELV)circuit
在正常工作條件下,在電路的任意兩個(gè)導(dǎo)體之間或任一導(dǎo)體與地之間電壓的交流峰值不超過(guò)42.4V或直流值不超過(guò)60V的二次電路;至少使用基本絕緣與危險(xiǎn)電壓隔離,但它既不符合SELV電路的全部要求,也不符合限流電路(見(jiàn)3.18)的全部要求。
5 安全特低電壓電路 safety extra-low voltage (SELV)circuit
作了適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和保護(hù)的二次電路,使得在正常條件下和單一故障條件下,任意兩個(gè)可觸及的導(dǎo)體之間的電壓值均不會(huì)超過(guò)安全值。
6 功能絕緣 functional insulation
僅為設(shè)備正常工作所需的絕緣。
注:所定義的功能絕緣并不起防電擊的作用。但是,它可以用來(lái)減小引燃和著火的危險(xiǎn)的可能性。
7 基本絕緣 basic insulation
對(duì)防電擊提供基本保護(hù)的絕緣。
8 附加絕緣 supplementary insulation
除基本絕緣以外施加的獨(dú)立的絕緣,用以在基本絕緣一旦失效時(shí)仍能防止電擊。
9 雙重絕緣 double insulation
由基本絕緣加上附加絕緣組合構(gòu)成的絕緣。
10 加強(qiáng)絕緣 reinforced insulation
一種單一的絕緣結(jié)構(gòu),在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下,其所提供的防電擊的保護(hù)相當(dāng)于雙重絕緣。
11 電氣間隙 clearance
在兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備界面之間測(cè)得的最短空間距離。
12 爬電距離 creepage distance
沿絕緣表面測(cè)得的兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備界面之間的最短距離。
13 絕緣穿透距離 distances through insulation
在兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備界面之間的絕緣材料的最小厚度
14 保護(hù)接地導(dǎo)體 protective earthing conductor
用來(lái)把設(shè)備的電源保護(hù)接地端子,同建筑物安裝接地點(diǎn)連接起來(lái)的建筑物安裝布線或電源中的導(dǎo)線。
15 保護(hù)連接導(dǎo)體 protective bonding conductor
用來(lái)把電源的保護(hù)接地端子同設(shè)備中為安全目的而需要接地的部分連接起來(lái)的設(shè)備中的導(dǎo)線或設(shè)備中的一個(gè)導(dǎo)電零部件的組合。
16 污染等級(jí) pollution degree
17 材料組別 material group
注:CTI是材料相比漏電起痕指數(shù),一般由材料生產(chǎn)商提供,不能確知時(shí)按Ⅲb考慮。
18 安裝類(lèi)別(過(guò)電壓等級(jí)) installation category
根據(jù)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的分布位置(即過(guò)電壓條件)劃分的,分為以下四類(lèi):
安裝類(lèi)別Ⅳ:初級(jí)電源水平級(jí)。如:架空線、電纜系統(tǒng)、配電母線、戶(hù)外電力線上的 電動(dòng)機(jī)等;
安裝類(lèi)別Ⅲ:配電及控制水平級(jí)。如:直接接到配電干線、裝入配電箱中的電器;
安裝類(lèi)別Ⅱ:負(fù)載水平級(jí)。如:控制、啟動(dòng)、切斷電動(dòng)機(jī)用電器,螺線管電磁閥,耗能電器(電燈、電熱器、家用電器、便攜式設(shè)備);
安裝類(lèi)別Ⅰ:信號(hào)水平級(jí)。如:安裝在電力系統(tǒng)末端的特殊設(shè)備類(lèi)別,低壓電子邏輯系統(tǒng)、電信、遙控、小功率信號(hào)電路中的設(shè)備。
第三部分 安規(guī)規(guī)范
1 確認(rèn)產(chǎn)品的安規(guī)要求適用范圍
2 選擇PCB材料
1、PCB板材料一般應(yīng)選用FR-4,阻燃等級(jí)為94V-0,溫度等級(jí)為130℃,廠家盡可能少,并與現(xiàn)有產(chǎn)品一致。
3 分析電路特性,確定PCB隔離
1、判定PCB中哪些是與最終可觸及件有電氣聯(lián)系;
2、確定產(chǎn)品輸入,輸出,接地,及用戶(hù)可觸及端口;
3、如果輸入輸出是要求隔離的,則需分析電路圖,找出跨接輸入輸出的器件,如變壓器,光耦,電容器,并繪制草圖,確定隔離帶。
4、如果是帶有隔離輔助電源的,也要找出跨接輸入輸出的器件,繪制草圖,并標(biāo)注和主電路的連接關(guān)系,確定隔離帶;
4 分析電路類(lèi)型,確定絕緣類(lèi)型
1、針對(duì)用戶(hù)可觸及電路的特點(diǎn),確定可行的保護(hù)方法;對(duì)于需要采取雙重保護(hù)的電路可以采用:基本絕緣+保護(hù)接地,雙重絕緣,加強(qiáng)絕緣等三種方式構(gòu)成。
2、根據(jù)絕緣跨接的電路類(lèi)型,查表2確定絕緣類(lèi)型;
5 估計(jì)工作電壓,確定絕緣距離(估計(jì)只作設(shè)計(jì)參考,判定合格需經(jīng)測(cè)試確定)
1、根據(jù)電路特性,估計(jì)絕緣跨接的兩電路之間的最大可能工作電壓(有效值和峰值),
推薦工作電壓有效值保守估計(jì)方法為:
通常無(wú)PFC等升壓電路的一次、二次電路之間按輸入最大電壓估計(jì),隔離變壓器原副邊電壓按原邊電壓最大值加上副邊最大值估計(jì);
2、根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用條件,對(duì)照污染等級(jí)、安裝類(lèi)別定義,確定絕緣距離應(yīng)查的表格(參考表1),再根據(jù)絕緣類(lèi)型和估計(jì)的工作電壓,查對(duì)應(yīng)的表格,判定絕緣距離:本規(guī)范以信息技術(shù)類(lèi)設(shè)備為例 對(duì)有PFC或類(lèi)似升壓電路的一次、二次電路之間,PFC前端按無(wú)PFC一樣估計(jì),PFC后端按PFC輸出電壓估計(jì),PFC后端隔離變壓器原副邊電壓按原邊電壓最大值加上副邊最大值估計(jì)。
根據(jù)應(yīng)用條件參考表 1 ,對(duì)照污染等級(jí)、安裝類(lèi)別定義知,信息技術(shù)類(lèi)設(shè)備一般屬污染等級(jí)為2,安裝類(lèi)別為Ⅱ,查表如下:
跨接一次、二次電路之間的絕緣查表3得到最小電氣間隙,對(duì)于有重復(fù)峰值大于電網(wǎng)電壓峰值的,如直流變換器,先按絕緣工作電壓有效值查表3,再加上按重復(fù)峰值查表4的附加氣隙,得到最小電氣間隙;
跨接二次電路之間的絕緣查表5得到最小電氣間隙;
最小爬電距離查表6,得到的值與電氣間隙相比,取較大者為最小爬電距離值。
3、多層PCB板同一層面上的絕緣距離確定方法與上述方法相同,PCB層間厚度也與絕緣等級(jí)密切相關(guān),工作絕緣、基本絕緣沒(méi)有厚度要求(只有耐壓要求);附加絕緣、加強(qiáng)絕緣要求厚度至少為0.4mm,同時(shí)滿(mǎn)足耐壓要求。
4、推薦按照下列步驟進(jìn)行:
Step1:確定過(guò)電壓等級(jí),本規(guī)范不包括過(guò)電壓等級(jí)3。
Step2:估算工作電壓的峰值,重復(fù)峰值
Step3:查表3,4,5確定電氣間隙;并且根據(jù)絕緣類(lèi)型確定最終距離:
Step4:估算工作電壓的有效值;
Step5:估計(jì)污染等級(jí)和材料的CTI值;
Step6:查表6確定爬電距離,根據(jù)絕緣類(lèi)型確定最終爬電距離:
Step7:如果爬電距離小于電氣間隙,則選取電氣間隙的數(shù)值為爬電距離;
5、一般額定輸入電壓為220V設(shè)備,則一次電路與SELV之間應(yīng)大于5mm;SELV對(duì)保護(hù)地應(yīng)大于2mm;輸入對(duì)保護(hù)地應(yīng)大于3.2mm,考慮到防雷推薦為4mm;
6滿(mǎn)足絕緣距離的判定
絕緣距離是否符合要求,對(duì)于不同的絕緣類(lèi)型判定方法不同。
6.1 工作絕緣的判定
工作絕緣是保證設(shè)備正常工作的絕緣,一般不涉及產(chǎn)品的安全性能,因而要求相對(duì)寬松,滿(mǎn)足下列條件之一,即符合要求:
1、電氣間隙和爬電距離符合本規(guī)范的要求;
2、短路該絕緣跨接的兩電路部分,沒(méi)有著火、電擊等危險(xiǎn)情況;
3、能承受相應(yīng)的抗電強(qiáng)度;
6.2 基本絕緣、附加絕緣、加強(qiáng)絕緣的判定
基本絕緣、附加絕緣、加強(qiáng)絕緣是保證設(shè)備的安全性能的絕緣,要求嚴(yán)格,必須滿(mǎn)足距離要求,并且滿(mǎn)足耐壓要求(詳見(jiàn)GB4943表18)
7 PCB標(biāo)識(shí)與注意事項(xiàng)
1、保險(xiǎn)絲附近是否有6項(xiàng)完整的標(biāo)識(shí),包括保險(xiǎn)絲序號(hào),熔斷特性,額定電流值,防爆特性,額定電壓值,英文警告標(biāo)識(shí),如F101 F3.15AH,250Vac,“CAUTION: For Continued Protection Against Risk ofFire, Replace Only With Same Type and Rating of Fuse”
2、交流輸入標(biāo)識(shí)L、N以及保護(hù)接地標(biāo)識(shí)
3、接線端標(biāo)識(shí)應(yīng)是唯一的,且不易引起混淆、誤解。
4、同一設(shè)備不同單板之間元器件參考位最好是唯一的,且單板應(yīng)有可區(qū)分的名稱(chēng)標(biāo)識(shí);單板應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)目瘴?,以便貼上條碼(或等效識(shí)別標(biāo)識(shí)),不跨接除工作絕緣以外的絕緣,不遮擋其他絲印或標(biāo)識(shí),也不被遮擋、破壞。
5、PCB板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮安裝應(yīng)用條件,留出足夠的板邊距,以滿(mǎn)足安裝后與外殼或其他元器件電氣間隙和爬電距離要求,并防止標(biāo)識(shí)被遮擋、破壞。
6、外形對(duì)稱(chēng)元器件PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮防呆,如IC的第一腳位為方孔,變壓器原副邊腳位不對(duì)稱(chēng),貼片IC的第一腳加一圓點(diǎn)(或等效標(biāo)識(shí)),單板不對(duì)稱(chēng)安裝或虛開(kāi)一防呆孔。
7、PCB絲印應(yīng)包含其版本信息,PCB設(shè)計(jì)更改,版本應(yīng)作相應(yīng)的更改。
8、隔離帶用白色絲印作為劃分標(biāo)識(shí);
9、電擊危險(xiǎn)的標(biāo)識(shí)見(jiàn)ISO 3864,編號(hào)5036;
8 PCB設(shè)計(jì)更改控制
1、PCB更換新廠家或新材料,必須提供材料及其阻燃等級(jí)UL認(rèn)證證書(shū)給安規(guī)室備案;
2、對(duì)實(shí)行安規(guī)控制的量產(chǎn)產(chǎn)品,含正在做和已做完安規(guī)認(rèn)證產(chǎn)品的PCB設(shè)計(jì)更改(含更換新廠家或新材料),應(yīng)有詳細(xì)記錄,詳細(xì)記錄應(yīng)包含更改原因、更改詳細(xì)描述、更改設(shè)計(jì)人、日期、版本等,并報(bào)安規(guī)室認(rèn)可備案,未經(jīng)安規(guī)室認(rèn)可,不得在量產(chǎn)產(chǎn)品上使用認(rèn)證標(biāo)記;
3、CAD室負(fù)責(zé)PCB設(shè)計(jì)時(shí)執(zhí)行本規(guī)范,工藝負(fù)責(zé)審核PCB安規(guī)設(shè)計(jì)是否符合本規(guī)范,保證本規(guī)范范圍內(nèi)產(chǎn)品PCB安規(guī)設(shè)計(jì)符合本規(guī)范;安規(guī)室負(fù)責(zé)整機(jī)產(chǎn)品的安規(guī)審查,并監(jiān)督本規(guī)范執(zhí)行情況;
4、對(duì)量產(chǎn)產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)更改,工藝審核符合本規(guī)范后,工藝部門(mén)知會(huì)安規(guī)室,安規(guī)室負(fù)責(zé)報(bào)認(rèn)證公司認(rèn)可,認(rèn)證公司認(rèn)可后量產(chǎn)產(chǎn)品才能使用認(rèn)證標(biāo)識(shí)。