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隔离|【干货分享】开关电源“爬电距离”与“电气间隙”

隔离|【干货分享】开关电源“爬电距离”与“电气间隙”
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摘要

爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径 。 电气间隙：在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离 。 即在保证电气性能稳定和安全的情况下 ， 通过空气能实现绝缘的最短距离 。 一般来说 ， 爬电距离要求的数值比电气间隙要求的数值要大 ， 布线时须同时满足这两者的要求（即要考虑表面的距离 ， 还要考虑空间的距离） ， 开槽（槽宽应大于1mm）只能增加表面距离即爬电距离而不能增加电气间隙 ， 所以当电气间隙不够时 ， 开槽是不能解决这个问题的 ， 开槽时要注意槽的位置、长短是否合适 ， 以满足爬电距离的要求 。 元件及PCB 的电气隔离距离：（电气隔离距离指电气间隙和爬电距离的综合考虑）对于Ⅰ类设备的开关电源（●一类设备：采用基本绝缘和保护接地来进行防电击保护的设备 。 （外壳接地的开关电源属于此类设备）；●二类设备：采用不仅仅依靠基本绝缘的其它方式（如采用双重绝缘或加强绝缘）来进行防电击保护的设备；●三类设备：不会产生电击的危险的设备）在元件及PCB 板上的隔离距离如下：（下列数值未包括裕量） 。 a、对于AC—DC 电源（以不含有PFC 电路及输入额定电压范围为100-240V～为例）
b、对于AC—DC 电源（以含有PFC 电路及输入额定电压范围为100-240V～为例）
c、对于DC—DC 电源（以输入额定电压范围为36-76V 为例）
一、变压器内部的电气隔离距离

变压器内部的电气隔离距离是指变压器两边的挡墙宽度的总和 ， 如果变压器挡墙的宽度为3mm ， 那么变压器的电气隔离距离值为6mm（两边的挡墙宽度相同） 。 如果变压器没有挡墙 ， 那么变压器的隔离距离就等于所用胶纸的厚度 。 另外 ， 对于AC-DC 电源 ， 变压器初、次间绕组应用三层胶纸隔离 ， DC-DC 电源 ， 可只用二层胶纸隔离 。 下列数值未包括裕量：
注：变压器的引脚如果没有套上绝缘套管 ， 那么在引脚处的隔离距离可能也仅为胶纸加挡墙的厚度 ， 所以变压器的引脚需要套上绝缘套管且套管要穿过挡墙 。
空间距离(Creepage distance):在两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间经由空气分离测得最短直线距离;沿面距离(clearance):沿绝缘表面测得两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间的最短距离.沿面距离(clearance)不满足标准要求距离时：PCB 板上可采取两个导电组件之间开槽的方法 ， 导电组件与外壳、可触及部分之间距离不够 ， 则可将导电组件用绝缘材料包住 。 将导电组件用绝缘材料包住既解决了空间距离(Creepage distance)也解决了沿面距离(clearance)问题 ， 此方法一般用在电源板上变压器和周边组件之间距离不够时 ， 将变压器包住 。 另外可在不影响产品功能的情况下适当降低两导体之间的电压差 。
二、电气间隙的决定

根据测量的工作电压及绝缘等级 ， 即可决定距离
一次侧线路之电气间隙尺寸要求 ， 见表3 及表4二次侧线路之电气间隙尺寸要求通常：一次侧交流部分：保险丝前L—N≥2.5mm ， L.N PE（大地）≥2.5mm ， 保险丝装置之后可不做要求 ， 但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源 。 一次侧交流对直流部分≥2.0mm一次侧直流地对大地≥2.5mm （一次侧浮接地对大地）一次侧部分对二次侧部分≥4.0mm ， 跨接于一二次侧之间之元器件二次侧部分之电隙间隙≥0.5mm 即可二次侧地对大地≥1.0mm 即可附注：决定是否符合要求前 ， 内部零件应先施于10N 力 ， 外壳施以30N 力 ， 以减少其距离 ， 使确认为最糟情况下 ， 空间距离仍符合规定 。

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