pcb布线中安全的电气间隙和盘点距离设置策略1

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1、03R&DManager-FunctionalElectronics-曹黎星RoyCao在电子产品的PCB布线时，导线之间合适的电气间隙的设置是一件非常重要的工作，合适的线间间距的设置可以防止产品工作中的各有关导体之间发生闪烙和击穿，并能顺利通过有关产品安全标准的审核。在各种产品工业标准和安全标准中，根据工作电压和不同的应用场合以及其他因素，对导体间的电气间隙和爬电距离有着不同的规定，PCB布线工程师往往对此莫衷一是，无所适从。那么，我们到底如何设置PCB导线之间的合适间距呢？基于标准的安全要求如果我们设计的产品必

2、须要得到某个安全认证机构的承认，那么我们首先要考虑产品需要符合相应安全认证机构颁布的有关标准中所规定的绝缘和隔离要求。在这种情况下，我们就能够直接根据有关标准的要求进行PCB布线的间距定义。例如，对于常见的交流电供电或电池供电的信息技术设备，大都依从IEC/EN/UL60950这一标准，那么其PCB导线之间允许的最小的电气间隙和爬电距离的要求将可以直接从IEC/EN/UL60950－1标准的表2K，2L和表2N中查到。实际上，电气间隙和爬电距离的设置是和工作电压，绝缘等级，污染等级，PCB材料等级，甚至和产品工作的

3、海拔高度等等相关。查表时，我们首先要搞清上述因素的界定。Point1:如何确定工作电压？根据60950的解释，我们在定义电气间隙时，应该使用峰值电压和可能出现的外部瞬态过电压。而定义爬电距离时，则使用均方根值电压。Point2:如何确定绝缘等级？60950的表2H有详细的定义。简单地说来，在大多数应用中，我们可以凭借以下简单的分析来进行绝缘等级的定义：�如果在绝缘被破坏的情况下，会对人体易接触未接地的部件产生危险电压的，绝缘等级应该设置为双重绝缘或加强绝缘。�对于有连接保护地的导体，我们可以设置为基本绝缘。基于这个

4、观点，在PE，金属外壳，金属固定件周围，我们一般都需要设置为基本绝缘。�对于电气间隙的定义，在输入电压相连的导体在保险丝之前可定义为基本绝缘，保险丝之后可定义为功能绝缘（除PE以外）。这一观点来源于60950的5.3.4节的定义。但是这个结论不是一概都适用于其他标准，例如UL1310和CSAC22.2No223就不适用这个结论。Point3:如何确定污染等级？首先根据产品定义，大多数情况下定义为II级。其次，如果产品的防护等级达到IP65或以上，我们可以认为是I级。HR,WeidmullerChina04Point

5、4:如何定义PCB的材料等级。可根据PCB的CTI指数，用60950的2.10.4.2进行定义。但大多数情况下，材料等级可以列为IIIa和IIIb。Point5：如何定义双重绝缘或加强绝缘的爬电距离？60950的表2N对爬电距离的定义仅适用于功能绝缘，基本绝缘以及增补绝缘。对于双重绝缘何加强绝缘，应该把表中查到的值乘以2。Point6:海拔高度对电气间隙的影响？海拔高度只对电气间隙有影响，和爬电距离无关。使用60950时查表G.2。对于IEC61010的产品，要乘上表3的系数。对适用于其他标准的产品，也要小心备查海

6、拔高度对电气间隙设置的影响。基于对上述因素进行归纳整理，有好事者编制了一套小软件，方便产品设计工程师进行基于60950标准的电气间隙何爬电距离的设置，有兴趣者可访问http://www.creepage.com/，看看它使用起来是否方便？许多工程师在使用后证实，上述软件的计算结果在60950标准的应用中基本上是可以信赖的。但是影响最终定义的因素很多，对于其他标准应用的产品，这里得到的结果只能作为参考使用，设计工程师最终还是根据产品的适用标准作出正确的决定。Point7：如何开槽增加Creepage？根据污染等级来定

7、义，查60950表F－1。大多数情况下，开槽的宽度不得小于1mm。但如果如果Creepage的查表值小于Clearance的查表值，开槽无用。基于产品安全运行的要求上述有关标准中对于电气间隙何爬电距离的定义，是出于安全的考虑和需要。如果我们在PCB设计时遵守了标准的中规定，当然是件好事情，起码在电气安全上不用考虑会出现电击穿的现象。但是在实际工作中，PCB的设计往往受到产品体积和尺寸的限制，完全按照标准的规定去设置导线之间的间距，往往使PCB布线难以在希望的空间和尺寸内得以实现而陷入困境。根据60950－1中5.3

8、.4节的内容，工程师们这时往往会倾向于利用只要通过短路试验，电气间隙和爬电距离可以缩小的定义，来对初级电路中那些不要求电击防护部分的PCB进行密集布线。但是，在利用5.3.4节的定义的时候，记着不要无节制地应用，请参Point8。Point8：要记着能够通过60950短路的试验的条件，即：�短路产生的热量不能引起产品附近棉花纸的燃烧�短路产生的热量不能引起基