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如何計算線路之間電氣間隙

“生命高于一切,安全重于泰山” ——習大大。這句話不僅適用于建筑、煤礦等高危行業(yè),同樣應該作為電子工程師的座右銘。

那么設計產(chǎn)品又要遵循哪些安全規(guī)范呢?大家可能都知道要符合安規(guī)了,安規(guī)針對不同的設備有不同的標準,今天我們講解安規(guī)標準IEC 60950-1:2005中的電氣間隙的計算并結合開關電源的實際電路進行詳細分析。

圖1 電氣間隙示意圖

下面以一個AC-DC開關電源(輸入電壓:85VAC~265VAC,開板電源)進行舉例,計算一次電路保險絲前面L、N線的距離和保險絲后L、N線的電氣間隙。

確定線路之間的電氣間隙大致分為以下五步進行計算:

第一步:確認兩線路之間需要滿足的絕緣等級要求
表1 絕緣等級

對于我們的開板電源來說,保險絲前L、N線之間要求基本絕緣,保險絲后要求功能絕緣。

圖2 電源外圍應用示意圖
圖3 實際PCB布局布線圖
第二步:確定電源工作電壓和交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓

由于我們電源的工作最高電壓有效值為265V屬于150V到300V的范圍,那么根據(jù)表2的數(shù)據(jù)電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓為2500V等級(通常,預定與交流電網(wǎng)電源連接的設備的電氣間隙應當按II類過電壓來設計)。

表2 交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓
第三步:確定產(chǎn)品污染等級
表3 污染等級

除非有關產(chǎn)品標準另有規(guī)定,工業(yè)用電器一般選取用于污染等級為3級的環(huán)境,家用和類似用途電器一般選取用于污染等級為2級的環(huán)境,由于我們的電源為開板模塊,并且用于工業(yè)環(huán)境故確定設備的污染等級為3級。

第四步:測量兩線路之間峰值電壓

利用示波器測量L、N線之間的峰峰峰值電壓,此電壓值以實測為準。此處假設測試出的電壓為382V。

第五步:查表計算

根據(jù)前面四步得出的結果,查詢下表方可得到對應的電氣間隙數(shù)值。

表4 最小絕緣電氣間隙對應表

即保險絲前面L、N線之間的電氣間隙=2.0mm。

保險絲后面L、N線之間的電氣間隙=1.5mm。