安規(guī)設(shè)計相關(guān)概念定義 - PCB設(shè)計之安規(guī)規(guī)范

　　第二部分、安規(guī)設(shè)計相關(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、電動機、其它負(fù)載裝置初級繞組，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42.4V或直流值超過60V的電壓。

　　注：不論電壓高低，一次電路都是危險電壓電路。

　　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42.4V或直流值不超過60V的二次電路；至少使用基本絕緣與危險電壓隔離，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)計和保護的二次電路，使得在正常條件下和單一故障條件下，任意兩個可觸及的導(dǎo)體之間的電壓值均不會超過安全值。

　　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，它可以用來減小引燃和著火的危險的可能性。

　　7 基本絕緣basic insulation

　　對防電擊提供基本保護的絕緣。

　　8 附加絕緣supplementary insulation

　　除基本絕緣以外施加的獨立的絕緣，用以在基本絕緣一旦失效時仍能防止電擊。

　　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相當(dāng)于雙重絕緣。

　　11 電氣間隙clearance

　　在兩個導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備界面之間測得的最短空間距離。

　　12 爬電距離creepage distance

　　沿絕緣表面測得的兩個導(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 保護接地導(dǎo)體protective earthing conductor

　　用來把設(shè)備的電源保護接地端子，同建筑物安裝接地點連接起來的建筑物安裝布線或電源中的導(dǎo)線。

　　15 保護連接導(dǎo)體protective bonding conductor

　　用來把電源的保護接地端子同設(shè)備中為安全目的而需要接地的部分連接起來的設(shè)備中的導(dǎo)線或設(shè)備中的一個導(dǎo)電零部件的組合。

　　16 污染等級pollution degree

　　污染等級1　　污染等級2　　污染等級3

　　密封環(huán)境或類似　　辦公環(huán)境或類似　　工廠環(huán)境或類似

　　17 材料組別material group

　?、窠M材料　　Ⅱ組材料　?、骯組材料　?、骲組材料

　　CTI≥600　　600＞CTI≥400　　400＞CTI≥175　　175＞CTI≥100

　　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，不能確知時按Ⅲb考慮。

　　18 安裝類別（過電壓等級） installation category

　　根據(jù)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的分布位置（即過電壓條件）劃分的，分為以下四類：

　　安裝類別Ⅳ：初級電源水平級。如：架空線、電纜系統(tǒng)、配電母線、戶外電力線上的 電動機等；

　　安裝類別Ⅲ：配電及控制水平級。如：直接接到配電干線、裝入配電箱中的電器；

　　安裝類別Ⅱ：負(fù)載水平級。如：控制、啟動、切斷電動機用電器，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）；

　　安裝類別Ⅰ：信號水平級。如：安裝在電力系統(tǒng)末端的特殊設(shè)備類別，低壓電子邏輯系統(tǒng)、電信、遙控、小功率信號電路中的設(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，阻燃等級為94V－0，溫度等級為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 分析電路類型，確定絕緣類型

　　1、針對用戶可觸及電路的特點，確定可行的保護方法；對于需要采取雙重保護的電路可以采用：基本絕緣＋保護接地，雙重絕緣，加強絕緣等三種方式構(gòu)成。

　　2、根據(jù)絕緣跨接的電路類型，查表2確定絕緣類型；

　　5 估計工作電壓，確定絕緣距離（估計只作設(shè)計參考，判定合格需經(jīng)測試確定）

　　1、根據(jù)電路特性，估計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方法為：

　　通常無PFC等升壓電路的一次、二次電路之間按輸入最大電壓估計，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；

　　2、根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用條件，對照污染等級、安裝類別定義，確定絕緣距離應(yīng)查的表格（參考表1），再根據(jù)絕緣類型和估計的工作電壓，查對應(yīng)的表格，判定絕緣距離：本規(guī)范以信息技術(shù)類設(shè)備為例對有PFC或類似升壓電路的一次、二次電路之間，PFC前端按無PFC一樣估計，PFC后端按PFC輸出電壓估計，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。

　　根據(jù)應(yīng)用條件參考表1 ，對照污染等級、安裝類別定義知，信息技術(shù)類設(shè)備一般屬污染等級為2，安裝類別為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密切相關(guān)，工作絕緣、基本絕緣沒有厚度要求（只有耐壓要求）；附加絕緣、加強絕緣要求厚度至少為0.4mm，同時滿足耐壓要求。

　　4、推薦按照下列步驟進行：

　　Step1：確定過電壓等級，本規(guī)范不包括過電壓等級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)絕緣類型確定最終距離：

　　Step4：估算工作電壓的有效值；

　　Step5：估計污染等級和材料的CTI值；

　　Step6：查表6確定爬電距離，根據(jù)絕緣類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對保護地應(yīng)大于2mm；輸入對保護地應(yīng)大于3.2mm，考慮到防雷推薦為4mm；

　　6滿足絕緣距離的判定

　　絕緣距離是否符合要求，對于不同的絕緣類型判定方法不同。

　　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，因而要求相對寬松，滿足下列條件之一，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，沒有著火、電擊等危險情況；

　　3、能承受相應(yīng)的抗電強度；

　　6.2 基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣的判定

　　基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣是保證設(shè)備的安全性能的絕緣，要求嚴(yán)格，必須滿足距離要求，并且滿足耐壓要求（詳見GB4943表18）

　　7 PCB標(biāo)識與注意事項

　　1、保險絲附近是否有6項完整的標(biāo)識，包括保險絲序號，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，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L、N以及保護接地標(biāo)識

　　3、接線端標(biāo)識應(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)分的名稱標(biāo)識；單板應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)目瘴?，以便貼上條碼（或等效識別標(biāo)識），不跨接除工作絕緣以外的絕緣，不遮擋其他絲印或標(biāo)識，也不被遮擋、破壞。

　　5、PCB板設(shè)計時應(yīng)充分考慮安裝應(yīng)用條件，留出足夠的板邊距，以滿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)識被遮擋、破壞。

　　6、外形對稱元器件PCB設(shè)計時應(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稱，貼片IC的第一腳加一圓點（或等效標(biāo)識），單板不對稱安裝或虛開一防呆孔。

　　7、PCB絲印應(yīng)包含其版本信息，PCB設(shè)計更改，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；

　　9、電擊危險的標(biāo)識見ISO 3864，編號5036；

　　8PCB設(shè)計更改控制

　　1、PCB更換新廠家或新材料，必須提供材料及其阻燃等級UL認(rèn)證證書給安規(guī)室備案；

　　2、對實行安規(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)計人、日期、版本等，并報安規(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)計時執(zhí)行本規(guī)范，工藝負(fù)責(zé)審核PCB安規(guī)設(shè)計是否符合本規(guī)范，保證本規(guī)范范圍內(nèi)產(chǎn)品PCB安規(guī)設(shè)計符合本規(guī)范；安規(guī)室負(fù)責(zé)整機產(chǎn)品的安規(guī)審查，并監(jiān)督本規(guī)范執(zhí)行情況；

　　4、對量產(chǎn)產(chǎn)品PCB設(shè)計更改，工藝審核符合本規(guī)范后，工藝部門知會安規(guī)室，安規(guī)室負(fù)責(zé)報認(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。