电气间隙和爬电距离

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介绍

在高压PCB设计中,开关电源PCB设计中要注意电气间隙和爬电距离,距离不够会引起漏电。

通用标准(不同行业有区别,如灯具,电动车等),需要经过认证的产品:按照标准查表设计
GB4943.1对应EC60950.1(IEC62368-1)
GB/T16935.1-2008对应IEC60664.1
IPC-2221

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电气间隙和爬电距离在PCB的设计中,影响电气性能,安全和可靠性
电气间隙和爬电距离与电压,绝缘材料(介电常数,耐电弧性能),温湿度,污染,导电有关。
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电气间隙不足解决方案

1、通过绝缘材料并且在可能的情况下通过双侧搭建实现间隔;
2、高低电压隔离,顶部放置高电压,底部放置低电压。

爬电距离不足的解决方案

a图表示多层表面,电爬距离是在节点之间PCB表面上测量;
b图表示V形槽可以增加节点之间的表面距离,增加的长度仅沿沿岸测量其减少到1mm宽度的点;
c图表示多层,进一步可以增加表面距离,但宽度必须为1mm或更大,加工成本更贵;
d图表示在PCB上直接开,槽大于1mm的槽们可以藏家表面距离,简单实用。
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PCB电气隔离距离参考

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变压器内部的电气隔离距离参考

变压器内部的电气隔离距离是指变压器挡墙的宽度的总和,如果变压器挡墙的宽度为3mm,那么变压器的电气隔离距离等于6mm(变压器挡墙的宽度相同)。如果变压器没有墙,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、间结构应用三层胶纸隔离,DC-DC电源,只可用二层胶纸隔离。以下数值未包括裕量:
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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也可能绕过胶纸加护墙的厚度,所以变压器的引脚需要套上绝缘套管且套管要穿越挡墙。

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保险丝前面L、N线之间的电气间隙=2.0mm。
保险丝后面L、N线之间的电气间隙=1.5mm。
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220V电气间隙和爬升电距离结论

电气间隙>2mm
爬电距离>2.5mm
如果遇到无法满足爬电距离的位置,开>1mm槽满足设计需求,防止漏电。
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设备应同时满足安规上对设备所要求的电气间隙距离,其具体数值可参考相关标准附录。一般情况下,电气间隙指导体间测得的最短空间距离距离指导体间测得的最短绝缘表面距离,且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。对于Ⅰ类设备的开关源,在元件及PCB上的隔离距离电气隔离距离电气间隙距离的综合考虑)如下(下列数值未包括裕量): - 对于AC—DC源(以不含有PFC路及输入额定压范围为100 - 240V~为例)。 - 对于AC—DC源(以含有PFC路及输入额定压范围为100 - 240V~为例)。 - 对于DC—DC源(以输入额定压范围为36 - 76V为例)。 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,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源,变压器初、次间绕组应用三层胶纸隔离,DC - DC源,可只用二层胶纸隔离。同时要注意,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[^1]。 以220V交流路为例,距离计算绝缘材料选型需基于国际标准(如IEC 60664 - 1),但引用中未给出具体计算出的220V下最小电气间隙距离数值 [^2]。 ```python # 这里简单模拟一个根据不同压范围给出电气间隙距离建议值的函数示例 def get_clearance_and_creeage(voltage): if voltage < 100: clearance = 1 creeage = 1.5 elif voltage < 250: clearance = 2 creeage = 2.5 else: clearance = 3 creeage = 3.5 return clearance, creeage # 示例调用 voltage = 220 clearance, creeage = get_clearance_and_creeage(voltage) print(f"建议的电气间隙: {clearance}mm, 建议的距离: {creeage}mm") ```
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