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
污染等級(jí)1 污染等級(jí)2 污染等級(jí)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
Ⅰ組材料 Ⅱ組材料 Ⅲa組材料 Ⅲb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(shí)按Ⅲb考慮。
18 安裝類別(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:
安裝類別Ⅳ:初級(jí)電源水平級(jí)。如:架空線、電纜系統(tǒng)、配電母線、戶外電力線上的 電動(dòng)機(jī)等;
安裝類別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(duì)用戶可觸及電路的特點(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)絕緣跨接的電路類型,查表2確定絕緣類型;
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(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)類設(shè)備為例對(duì)有PFC或類似升壓電路的一次、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)、安裝類別定義知,信息技術(shù)類設(shè)備一般屬污染等級(jí)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(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,必須滿足距離要求,并且滿足耐壓要求(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)分的名稱標(biāo)識(shí);單板應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)目瘴唬员阗N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,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(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;
8PCB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)。
評(píng)論