《PCB工艺与设计》课件-192.开关电源安规标准

PCB工艺与设计开关电源安规标准污染等级开关电源安规标准污染等级1：无污染或仅存在无影响的干燥非导电性污染。典型场景：设备通常在清洁、干燥的环境中使用，污染物不影响绝缘的性能。应用场景：高精密实验室、无尘室、机房等清洁环境。污染等级2：通常只存在非导电性污染，但偶尔会由于凝露变得短暂导电。典型场景：设备处于较为清洁的环境中，污染物通常不会影响绝缘性能，偶尔可能因为湿度或冷凝而引发短时间的导电性。应用场景：一般办公室环境、家用设备、商业设备等。污染等级3：存在导电性污染物或非导电性污染物因冷凝或湿度变为导电性物质。典型场景：环境中有较多灰尘、湿气、污染物等，可能在正常运行中引发导电问题，且这些污染物会明显降低绝缘性能。应用场景：工厂、户外设备、工业环境等。污染等级4：污染物导致的持久导电性环境。典型场景：设备处于恶劣的工作环境中，污染物是长期导电的，极大降低绝缘能力，设备暴露在导电灰尘、雨水或其他液体中。应用场景：矿井、重工业区域、户外暴露环境、海上设备等。一般的开关电源污染等级可以取2或者是3，在不确定的情况下默认取3即可，其他情况需要具体分析。材料等级开关电源安规标准材料组划分Ⅰ类材料600≤CT1(相比漏电起痕指数)Ⅱ类材料400≤CT1＜600Ⅲa类材料175≤CT1＜400Ⅲb类材料100≤CT1＜175

如果不知道材料的组别，应假定材料为Ⅲb组绝缘等级开关电源安规标准开关电源的绝缘等级主要包括以下几种：1.基本绝缘（BasicInsulation）：这是对带电部分提供的基本保护，防止与外界的接触，确保在正常条件下使用设备时不会

发生触电。2.附加绝缘（SupplementaryInsulation）：在基本绝缘的基础上增加的独立绝缘，用于在基本绝缘失效时提供额外保护，防

止电击。3.双重绝缘（DoubleInsulation）：这是基本绝缘和附加绝缘的结合，提供两层独立的绝缘保护，确保在任何一种绝缘失效时

仍能防止触电。4.加强绝缘（ReinforcedInsulation）：单一的绝缘系统，但其保护效果与双重绝缘相当，提供更高的安全性。5.功能性绝缘（FunctionalInsulation）：这是为了设备正常运行而提供的绝缘，通常不足以防止电击，所以必须与其他类型

的绝缘相结合以确保安全。基本绝缘=附加绝缘=1/2加强绝缘安规标准汇总开关电源安规标准IEC60950-1（已被IEC62368取代）适用范围：信息技术设备（如电脑、服务器、通信设备）。主要内容：保护用户免受电击、过热和火灾等危险。IEC60950-1通过了对设备的电气绝缘、接地、漏电流、绝缘距离等方面的严格要求，涵盖了设备在正常和异常操作条件下的安全防护措施。IEC60950-1（已被IEC62368取代）适用范围：信息技术设备（如电脑、服务器、通信设备）。主要内容：保护用户免受电击、过热和火灾等危险。IEC60950-1通过了对设备的电气绝缘、接地、漏电流、绝缘距离等方面的严格要求，涵盖了设备在正常和异常操作条件下的安全防护措施。IEC61010适用范围：测量、控制和实验室用的电气设备。主要内容：保护用户在使用测量仪器和控制设备时的安全。涵盖的内容包括防止触电、机械伤害、火灾和热伤害等。IEC61558适用范围：电源设备，如隔离变压器、电源适配器等。主要内容：用于控制设备中的安全变压器、电源变压器、保护性隔离变压器等设备的安规标准。关注防止电击、漏电、绝缘失效等问题。安规标准汇总开关电源安规标准IEC60601适用范围：医疗设备。主要内容：医疗设备必须符合的电气安全标准。IEC60601严格规定了电气设备如何避免对患者和操作人员造成危险，特别是关于电击和电磁兼容性（EMC）的要求。应用场景：医疗电源、电动病床、监护仪等医疗器械。IEC60335适用场景：如果你设计的电源用于家用电器或其他一般电子产品，需要遵守IEC60335标准。该标准确保电器设备的用户不会受到电击、过热或机械损伤等危险，尤其对家用设备的电气安全有专门的要求。安规标准分国际标准以及国内标准，以上全为国际标准。在开关电源的应用当中-IEC62368-是最新发布的版本他的之前版本-IEC60950-也是应用场景比较广的版本，在安规标准选取中可以以此为参考，-IEC60335-对于电源也是比较适用的，其他标准的应用场景可能对某类产品有很强的针对性，请根据实际情况进行选择。反激式开关电源安规通用规则开关电源安规标准1）初级侧与次级侧之间：所需绝缘等级：加强绝缘（ReinforcedInsulation）或双重绝缘（DoubleInsulation）应用原因：初级侧连接到交流电网（通常是高电压），而次级侧输出低压。为了防止高电压传导到低压输出端，必须在初级和次级之间提供高强度的绝缘。加强绝缘或双重绝缘可确保即使一层绝缘失效，另一层仍然能提供保护。典型应用：变压器的绕组、光耦隔离等。2）初级侧与外壳或接地部分之间：所需绝缘等级：加强绝缘或基本绝缘（具体根据设计要求）应用原因：为了防止用户接触到初级侧的高压部分，初级侧与接地或外壳之间需要提供加强绝缘。基本绝缘通常用于防止触电。典型应用：PCB板上的隔离槽、绝缘屏蔽等。反激式开关电源安规通用规则开关电源安规标准3）次级侧对地：所需绝缘等级：基本绝缘（BasicInsulation）应用原因：次级侧通常输出低压，但为了防止任何潜在的触电风险，低压输出对地需要进行基本绝缘。典型应用：次级绕组对外壳、对地的绝缘。4）光耦隔离：所需绝缘等级：加强绝缘或双重绝缘应用原因：光耦用于初级与次级之间的信号传输，提供电气隔离。其内部通常需要加强绝缘以保证高压和低压之间的隔离。典型应用：反馈控制电路中光耦与主控制IC之间的隔离。1IEC60335IEC60335安规标准IEC60335安规标准查表目录：额定冲击电压：108页电气间隙：109页爬电间距：113页默认电气间隙和爬电间距计算过程都是基于2000米海拔所得出的数据，如果产品的工作海拔更高就需要根据标准再进行计算额定冲击电压的确定IEC60335获取脉冲电压的步骤：1）确定设备的额定电压：首先需要清楚设备的工作电压（例如220V、380V等）。2）确定设备的过电压类别：I类：敏感设备，如电子设备。II类：常见的家用电器、办公设备。III类：工业设备、配电系统中的设备。IV类：电网基础设施，如电表和主配电设备。考虑海拔修正：如果设备在高海拔环境下运行（通常超过2000米），需要根据标准提供的海拔修正系数调整脉冲电压。示例：以过电压类别II为例，额定电压为220V的设备，通常需要施加2500V的脉冲电压。如果设备工作在较高的海拔（例如3000米），可能需要降低脉冲电压或增加空气间隙。问：为什么需要确定额定冲击电压？

答：获取电气间隙的前提下必须要知道电器的额定冲击电压ratedvoltage：额定电压Ratedimpulsevoltage：额定冲击电压Overvoltagecategory：过电压类别电气间隙的确定IEC60335Ratedimpulsevoltage：额定冲击电压Minimumclearance：最小间隙示例：假设额定冲击电压为2500V，电气间隙为1.5mm基本绝缘=1.5mm附加绝缘=1.5mm加强绝缘=3mm爬电距离的确定IEC60335示例：假设工作电压为210-240V，污染等级为2，材料等级为IIIb，爬电间距为2.5mm基本绝缘=2.5mm附加绝缘=2.5mm加强绝缘=5mmWorkingvoltage：工作电压（电网电压为210v-240v，假设器件额定电压为220v，实际工作电压可能为210-240v，也就是说工作电压可能会比额定电压小或者比额定电压大）Creepagedistance：爬电间距Pollutiondegree：污染等级Materialgroup：材料级别2IEC62368IEC60335安规标准IEC62368安规标准查表目录：额定冲击电压：103页电气间隙：108页爬电间距：113页默认电气间隙和爬电间距计算过程都是基于2000米海拔所得出的数据，如果产品的工作海拔更高就需要根据标准再进行计算额定冲击电压的确定IEC62368获取脉冲电压的步骤：1）确定设备的额定电压：首先需要清楚设备的工作电压（例如220V、380V等）。2）确定设备的过电压类别：I类：敏感设备，如电子设备。II类：常见的家用电器、办公设备。III类：工业设备、配电系统中的设备。IV类：电网基础设施，如电表和主配电设备。考虑海拔修正：如果设备在高海拔环境下运行（通常超过2000米），需要根据标准提供的海拔修正系数调整脉冲电压。示例：以过电压类别II为例，额定电压为220V的设备，通常需要施加2500V的脉冲电压。如果设备工作在较高的海拔（例如3000米），可能需要降低脉冲电压或增加空气间隙。问：为什么需要确定额定冲击电压？

答：获取电气间隙的前提下必须要知道电器的额定冲击电压ACmainsvoltage：交流电源电压（额定电压）Mainstransientvoltageb：市电暂态电压（额定冲击电压）Overvoltagecategory：过电压类别电气间隙的确定示例：假设额定冲击电压为2500V，电气间隙为1.5mm基本绝缘=1.5mm附加绝缘=1.5mm加强绝缘=3mmRequiredwithstandvoltage：要求耐压（额定冲击电压）Basicinsulationorsupplementaryinsulation：基本绝缘或附加绝缘Reinforcedinsulation：加强绝缘Pollutiondegree：污染等级IEC62368电气间隙的确定示例：假设工作电压为210-240V，污染等级为2，材料等级为