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电源pcb设计指南 包括 PCB安规 emc 布局布线 PCB热设计 PCB工艺

电源pcb设计指南 包括 PCB安规 emc 布局布线 PCB热设计 PCB工艺
电源pcb设计指南 包括 PCB安规 emc 布局布线 PCB热设计 PCB工艺

电源pcb设计指南包括:PCB安规、emc、布局布线、PCB热设计、PCB工艺

导读

1.安规距离要求部分

2.抗干扰、EMC部分

3.整体布局及走线部分

4.热设计部分

5.工艺处理部分

1.安规距离要求部分

安全距离包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离。

1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。

2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。

一、爬电距离和电气间隙距离要求,可参考NE61347-1-2-13/GB19510.14.

(1)、爬电距离:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥2.5mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥5.0mm;电气间隙:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥1.7mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥3.0mm;保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。

(2)、一次侧交流对直流部分≥2.0mm

(3)、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地

(4)、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y 电容等元器零件脚间距≤6.4mm 要开槽。

(5)、变压器两级间≥6.4mm 以上,≥8mm加强绝缘。

2.抗干扰、EMC部分

在图二中,PCB 布局时,驱动电阻R3应靠近Q1(MOS管),电流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第4 Pin,如图一所说的R应尽量靠近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高,易受干扰。输出端阻抗较低,不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线,容易引入外界干扰。

在图三的A中排版时,R1、R2要靠近三极管Q1放置,因Q1的输入阻抗很高,基极线路过长,易受干扰,则R1、R2不能远离Q1。

在图三的B中排版时,C2要靠近D2,因为Q2三极管输入阻抗很高,如Q2至D2的线路太长,易受干扰,C2应移至D2附近。

二、小信号走线尽量远离大电流走线,忌平行,D>=2.0mm。

三、小信号线处理:电路板布线尽量集中,减少布板面积提高抗干扰能力。

四、一个电流回路走线尽可能减少包围面积。

如:电流取样信号线和来自光耦的信号线

五、光电耦合器件,易于干扰,应远离强电场、强磁场器件,如大电流走线、变压器、高电位脉动器件等。

六、多个IC等供电,Vcc、地线注意。

七、噪声要求

1、尽量缩小由高频脉冲电流所包围的面积,如下(图一、图二)

一般的布板方式

2、滤波电容尽量贴近开关管或整流二极管如上图二,C1尽量靠近Q1,C3靠近D1等。

3、脉冲电流流过的区域远离输入、输出端子,使噪声源和输入、输出口分离。

图三:MOS管、变压器离入口太近,电磁的辐射能量直接作用于输入端,因此,EMI测试不通过。

图四:MOS管、变压器远离入口,电与磁的辐射能量距输入端距离加大,不能直接作用于输入端,因此EMI 传导能通过。

4、控制回路与功率回路分开,采用单点接地方式,如图五。

控制IC周围的元件接地接至IC的地脚;再从地脚引出至大电容地线。光耦第3脚地接到IC的第1 脚,第4脚接至IC的2脚上。如图六

5、必要时可以将输出滤波电感安置在地回路上。

6、用多只ESR低的电容并联滤波。

7、用铜箔进行低感、低阻配线,相邻之间不应有过长的平行线,走线尽量避免平行、交叉用垂直方式,线宽不要突变,走线不要突然拐角(即:≤直角)。(同一电流回路平行走线,可增强抗干扰能力)

八、抗干扰要求

1、尽可能缩短高频元器件之间连线,设法减少它们的分布参数和相互间电磁干扰,易受干扰的元器件不能和强干扰器件相互挨得太近,输入输出元件尽量远离。

2、某些元器件或导线之间可能有较高电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。

3.整体布局及走线原则

一、整体布局图三

1、散热片分布均匀,风路通风良好。

图一:散热片挡风路,不利于散热。

图二:通风良好,利于散热。

2、电容、IC等与热元件(散热器、整流桥、续流电感、功率电阻)要保持距离以避免受热而受到影响。

3、电流环:为了穿线方便,引线孔距不能太远或太近。

4、输入/输出、AC/插座要满足两线长短一致,留有一定空间裕量,注意插头线扣所占的位置、插拔方便,输出线孔整齐,好焊线。

5、元件之间不能相碰、MOS管、整流管的螺钉位置、压条不能与其它元相碰,以便装配工艺尽量简化电容和电阻与压条或螺钉相碰,在布板时可以先考虑好螺钉和压条的位置。如下图三:

6、除温度开关、热敏电阻…外,对温度敏感的关键元器件(如IC)应远离发热元件,发热较大的器件应与电容等影响整机寿命的器件有一定的距离。

7、对于电位器,可调电感、可变电容器,微动开关等可调元件的布局,应考虑整机结构要求,若是机内调节,应放在PCB板上方便于调节的地方,若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

8、应留出印制PCB板定位孔支架所占用的位置。

9、位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不少于2mm。

10、输出线、灯仔线、风扇线尽量一排,极性一致与面板对应。

11、一般布局:小板上不接入高压,将高压元件放在大板上,如有特殊情况,则安规一定要求考虑好。如图四将R1、R2放在大板,引入一低压线即可。

12、初级散热片与外壳要保持5mm以上距离(包麦拉片除外)。

13、布板时要注意反面元件的高度。如图五

14、初次级Y电容与变压器磁芯要注意安规。

二、单元电路的布局要求

1、要按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。

2、以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局,元器件应均匀整齐,紧凑地排列在PCB上,尽量减小和缩短各元件之间的连接引线。

3、在高频下工作要考虑元器件的分布参数,一般电路应尽可能使元器件平行排列,这样不仅美观,而且装焊容易,易于批量生产。

三、布线原则

1、输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行,最好加线间地线,以免发生反馈藕合。

2、走线的宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为50μm,宽度为1mm时,流过1A的电流,温升不会高于3℃,以此推算2盎司(70μm)厚的铜箔,1mm宽可流通1.5A电流,温升不会高于3℃(注:自然冷却)。

3、输入控制回路部分和输出电流及控制部分(即走小电流走线之间和输出走线之间各自的距离)电气间隙宽度为:0.75mm--1.0mm(Min0.3mm)。原因是铜箔与焊盘如果太近易造成短路,也易造成电性干扰的不良反应。

4、ROUTE线拐弯处一般取圆弧形,而直角、锐角在高频电路中会影响电气性能。

5、电源线根据线路电流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路阻抗,同时使电源线,地线的走向和数据传递方向一致,缩小包围面积,有助于增强抗噪声能力。

A:散热器接地多数也采用单点接地,提高噪声抑制能力如下图:

7、滤波电容走线

A:噪音、纹波经过滤波电容被完全滤掉。

B:当纹波电流太大时,多个电容并联,纹波电流经过第一个电容当纹波电流太大时,多个电容并联,纹波电流经过第一个电容产生的热量也比第二个、第三个多,很容易损坏,走线时,尽量让纹波电流均分给每个电容,走线如下图A、B如空间许可,也可用图B方式走线

8、高压高频电解电容的引脚有一个铆钉,如下图所示,它应与顶层走线铜箔保持距离,并要符合安规。

9、弱信号走线,不要在电感、电流环等器件下走线。

电流取样线在批量生产时发生磁芯与线路铜箔相碰,造成故障。

10、金属膜电阻下不能走高压线、低压线尽量走在电阻中间,电阻如果破皮容易和下面铜线短路。

11、加锡

A:功率线铜箔较窄处加锡。

B:RC吸收回路,不但电流较大需加锡,而且利于散热。

C:热元件下加锡,用于散热,加锡不能压焊盘。

12、信号线不能从变压器、散热片、MOS管脚中穿过。

13、如输出是叠加的,差模电感前电容接前端地,差模电感后电容接输出地。

14、高频脉冲电流流径的区域

A:尽量缩小由高频脉冲电流包围的面积上图所标示的5个环路包围的面积尽量小。

B: 电源线、地线尽量靠近,以减小所包围的面积,从而减小外界磁场环路切割产生的电磁干扰,同时减少环路对外的电磁辐射。

C: 大电容尽量离MOS管近,输出RC吸收回路离整流管尽量近。

D: 电源线、地线的布线尽量加粗缩短,以减小环路电阻,转角要圆滑,线宽不要突变如下图。

E:脉冲电流流过的区域远离输入输出端子,使噪声源和出口分离。

F:振荡滤波去耦电容靠近IC地,地线要求短。

14:锰铜丝立式变压器磁芯工字电感功率电阻散热片磁环下不能走第一层线。

15:开槽与走线铜箔要有10MIL以上的距离,注意上下层金属部分的安规。

16、驱动变压器,电感,电流环同名端要一致。

17、双面板一般在大电流走线处多加一些过孔,过孔要加锡,增加载流能力。

18、在单面板中,跳线与其它元件不能相碰,如跳线接高压元件,则应与低压元件保持一定安规距离。同

时应与散热片要保持1mm以上的距离。

四、案例分析

开关电源的体积越来越小,它的工作频率也越来越高,内部器件的密集度也越来高,这对PCB布线的抗干扰要求也越来越严,针对一些案例的布线,发现的问题与解决方法如下:

1、整体布局:

案例1是一款六层板,最先布局是,元件面放控制部份,焊锡面放功率部份,在调试时发现干扰很大,原因是PWM IC 与光耦位置摆放不合理,如:

如上图,PWM IC 与光耦放在MOS 管底下,它们之间只有一层2.0mm的PCB隔开,MOS管直接干扰PWM IC,后改进为

将PWM IC与光耦移开,且其上方无流过脉动成份的器件。

2、走线问题:

功率走线尽量实现最短化,以减少环路所包围的面积,避免干扰。小信号线包围面积小,如电流环:

A线与B线所包面积越大,它所接收的干扰越多。因为它是反馈电A线与B线所包面积越大,它所接收的干扰越多。因为它是反馈电耦反馈线要短,且不能有脉动信号与其交叉或平行。

PWM IC 芯片电流采样线与驱动线,以及同步信号线,走线时应尽量远离,不能平行走线,否则相互干扰。因:电流波形为:

PWM IC 驱动波形及同步信号电压波形是:

4.热设计部分

一、小板离变压器不能太近。

小板离变压器太近,会导致小板上的半导体元件容易受热而影响。

二、尽量避免使用大面积铺铜箔,否则,长时间受热时,易发生二、尽量避免使用大面积铺铜箔,否则,长时间受热时,易发生这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。

5.工艺处理部分

一、每一块PCB上都必须用箭头标出过锡炉的方向:

二、布局时,DIP封装的IC摆放的方向必须与过锡炉的方向成垂直,不可平行,如下图;如果布局上有困难,可允许水平放置IC(SOP封装的IC摆放方向与DIP相反)。

三、布线方向为水平或垂直,由垂直转入水平要走45度进入。

四、若铜箔入圆焊盘的宽度较圆焊盘的直径小时,则需加泪滴。如下图

五、布线尽可能短,特别注意时钟线、低电平信号线及所有高频回路布线要更短。

六、模拟电路及数字电路的地线及供电系统要完全分开。

七、如果印制板上有大面积地线和电源线区(面积超过500平方毫米),应局部开窗口。如下图:

八、横插元件(电阻、二极管等)脚间中心,相距必须湿300mil,400mil及500mil。(如非必要,240mil亦可利用,但使用与IN4148型之二极管或1/16W电阻上。1/4W 电阻由10.0mm开始)跳线脚间中心相距必须湿200mil,300mil,500mil,600mil,700mil,800mil,900mil,1000mil。

九、PCB板上的散热孔,直径不可大于140mil。

十、PCB上如果有Φ12或方形12MM以上的孔,必须做一个防止焊锡流出的孔盖,如下图(孔隙为1.0MM)

十一在用贴片元件的PCB板上,为了提高贴片元件的贴装准确性,PCB板上必须设有校正标记(MARKS),且每一块板最少要两个标记,分别设于PCB的一组对角上,如下图:

十二、贴片元件的间距:

十三、贴片元件与电插元件脚之间的距离。如下面两图:

十四、SMD器件的引脚与大面积铜箔连接时,要进行热隔离处理,如下图:

十五、元件焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些,焊盘太大易形成虚焊,焊盘外径D一般不少于(d+1.2)mm,d为引线孔径,对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm,孔径大于2.5mm的焊盘适当加大。元件摆放整齐、方向尽量一致

十六、对于PCB板上的贴片元件长轴心线尽量与PCB板长轴心线垂直的方向排列、不易折断。

补充:

1、MOS管下面裸铜,利于散热。

2、拼板,考虑分板的应力,适当开槽,元件(特别是高度较高的元件)离板边

的距离要足够。

3、元件间的距离,考虑贴片元件的偏移,1/4个焊盘宽度偏移。

4、开槽,一般最小开槽宽度1mm,0.6mm,0.8mm要指定的PCB厂家才能做到。

5、考虑隔离耐压和静电

6、对于电源模块,注意元件的共面度,比如Bottom层,如果放1210封装的感

觉厚了,最好放在top层。如故高的元件放一边,放置的时候底面不平,造成模块歪斜。请用图示说明。

7、两个高的元件中间,如果距离教窄,中间不要放小的元件,不利于调试与维

修。

最后一点,就是要细心检查,重要的事情说三遍,重要的事情要检查三遍。

pcb设计注意事项

一.焊盘重叠

焊盘(除表面贴装焊盘外)的重叠,也就是孔的重叠放置,在钻孔时会因为在一处多钻孔导致断钻头、导线损伤。

二.图形层的滥用

1. 违反常规设计,如元件面设计在BOTTOM层,焊接面设计在TOP,造成文件编辑时正反面错误。

2. PCB板内若有需铣的槽,要用KEEPOUT LAYER 或BOARD LAYER层画出,不应用其它层面,避免误铣或没铣。

三.异型孔

若板内有异型孔,用KEEPOUT 层画出一个与孔大小一样的填充区即可。异形孔的长/宽比例应≥2:1,宽度应>1.0mm,否则,钻床在加工异型孔时极易断钻,造成加工困难。四.字符的放置

1.字符遮盖焊盘SMD焊片,给印制板的通断测试及元件的焊接带来不便。

2.字符设计的太小,造成丝网印刷的困难,使字符不够清晰。

五.单面焊盘孔径的设置

1.单面焊盘一般不钻孔,若钻孔需标注,其孔径应设计为零。如果设计了数值,这样在产生钻孔数据时,其位就会钻出孔,轻则会影响板面美观,重则板子报废。

2.单面焊盘若要钻孔就要做出特殊标注。

六.用填充区块画焊盘

用填充块画焊盘在设计线路时能够通过DRC检查,但对于加工是不行的,因此类焊盘不能直接生成阻焊数据,上阻焊剂时,该填充块区域将被阻焊剂覆盖,导致器件焊接困难。七.设计中的填充块太多或填充块用极细的线填充

1.产生光绘数据有丢失的现象,光绘数据不完全。

2.因填充块在光绘数据处理时是用线一条一条去画的,因此产生的光绘数据量相当大,增加了数据处理难度。

八.表面贴装器件焊盘太短

这是对于通断测试而言,对于太密的表面贴装器件,其两脚之间的间距相当小,焊盘也相当细,安装测试须上下(右左)交错位置,如焊盘设计的太短,虽然不影响器件贴装,但会使测试针错不开位。

九.大面积网格的间距太小

组成大面积网格线同线之间的边缘太小(小于0.30mm),在印制过程中会造成短路。十.大面积铜箔距外框的距离太近

大面积铜箔外框应至少保证0.20mm以上的间距,因在铣外形时如铣到铜箔上容易造成铜箔翘及由其引起焊剂脱落问题。

十一.外形边框设计的不明确

有的客户在KEEP LAYER 、BOARD LAYER、TOP OVER LAYER等都设计了外形线且这些外形线不重合,造成成型时很难判断哪一条是外型线。

十二.线条的放置

两个焊盘之间的连线,不要断断续续的画,如果想加粗线条不要用线条来重复放置,直接改变线条WIDTH即可,这样的话在修改线路的时候易修改。

新手设计PCB注意事项

1. 单面焊盘:

不要用填充块来充当表面贴装元件的焊盘,应该用单面焊盘,通常情况下单面焊盘不钻孔,所以应将孔径设置为0。

2. 过孔与焊盘:

过孔不要用焊盘代替,反之亦然。

3. 文字要求:

字符标注等应尽量避免上焊盘,尤其是表面贴装元件的焊盘和在Bottem层上的焊盘,更不应印有字符和标注。如果实在空间太小放不了字符而需放在焊盘上的,又无特殊声明是否保留字符,我们在做板时将切除Bottem层上任何上焊盘的字符部分(不是整个字符切除)和切除TOP层上表贴元件焊盘上的字符部分,以保证焊接的可靠性。大铜皮上印字符的,先喷锡后印字符,字符不作切削。板外字符一律做删除处理。

4. 阻焊绿油要求:

A. 凡是按规范设计,元件的焊接点用焊盘来表示,这些焊盘(包括过孔)均会自动不上阻焊,但是若用填充块当表贴焊盘或用线段当金手指插头,而又不作特别处理,阻焊油将掩盖这些焊盘和金手指,容易造成误解性错误。

B. 电路板上除焊盘外,如果需要某些区域不上阻焊油墨(即特殊阻焊),应该在相应的图层上(顶层的画在Top Solder Mark层,底层的则画在Bottom Solder Mask 层上)用实心图形来表达不要上阻焊油墨的区域。比如要在Top层一大铜面上露出一个矩形区域上铅锡,可以直接在Top Solder Mask层上画出这个实心的矩形,而无须编辑一个单面焊盘来表达不上阻焊油墨。

C.对于有BGA的板,BGA焊盘旁的过孔焊盘在元件面均须盖绿油。

5. 铺铜区要求:

大面积铺铜无论是做成网格或是铺实铜,要求距离板边大于0.5mm。对网格的无铜格点尺寸要求大于15mil×15mil,即网格参数设定窗口中Plane Settings中的

(Grid Size值)-(Track Width值)≥15mil,Track Width值≥10,如果网格无铜格点小于15mil×15mil在生产中容易造成线路板其它部位开路,此时应铺实铜,设定:

(Grid Size值)-(Track Width值)≤-1mil。

6. 外形的表达方式:

外形加工图应该在Mech1层绘制,如板内有异形孔、方槽、方孔等也画在Mech1层上,最好在槽内写上CUT字样及尺寸,在绘制方孔、方槽等的轮廓线时要考虑加工转折点及端点的圆弧,因为用数控铣床加工,铣刀的直径一般为φ2.4mm,最小不小于φ1.2mm。如果不用1/4圆弧来表示转折点及端点圆角,应该在Mech1层上用箭头加以标注,同时请标注最终外形的公差范围。

7. 焊盘上开长孔的表达方式:

应该将焊盘钻孔孔径设为长孔的宽度,并在Mech1层上画出长孔的轮廓,注意两头是圆弧,考虑好安装尺寸。

8. 金属化孔与非金属化孔的表达:

一般没有作任何说明的通层(Multilayer)焊盘孔,都将做孔金属化,如果不要做孔金属化请用箭头和文字标注在Mech1层上。对于板内的异形孔、方槽、方孔等如果边缘有铜箔包围,请注明是否孔金属化。常规下孔和焊盘一样大或无焊盘的且又无电气性能的孔视为非金属化孔。

9. 元件脚是正方形时如何设置孔尺寸:

一般正方形插脚的边长小于3mm时,可以用圆孔装配,孔径应设为稍大于(考虑动配合)正方形的对角线值,千万不要大意设为边长值,否则无法装配。对较大的方形脚应在Mech1绘出方孔的轮廓线。

10. 当多块不同的板绘在一个文件中,并希望分割交货请在Mech1层为每块板画一个边框,板间留100mil的间距。

11.钻孔孔径的设置与焊盘最小值的关系:

一般布线的前期放置元件时就应考虑元件脚径、焊盘直径、过孔孔径及过孔盘径,以免布完线再修改带来的不便。如果将元件的焊盘成品孔直径设定为X mil,则焊盘直径应设定为≥X+18mil。

X:设定的焊孔径(我公司的工艺水平,最小值0.3mm)。

d:生产时钻孔孔径(一般等于X+6mil)

D:焊盘外径

δ:(d-X)/2:孔金属化孔壁厚度

过孔设置类似焊盘:一般过孔孔径≥0.3mm,过孔盘设为≥X+16mil。

12.

线宽

线距

焊盘与线间距

焊盘与焊盘间距

字符线宽

字符高度

建议值

≥8mil

≥8mil

≥8mil

≥8mil

≥8mil

≥45mil

极限值

5mil

5mil

5mil

5mil

6mil

35mil

13.成品孔直径(X)与电地隔离盘直径(Y)关系:Y≥X+42mil,隔离带宽12mil。以上参数的下限值为工艺极限,为了更可靠请尽量略大于此值。

电源pcb设计指南包括PCB安规emc布局布线PCB热设计PCB工艺

电源pcb设计指南包括:PCB安规、emc、布局布线、PCB热设计、PCB工艺 导读 1.安规距离要求部分 2.抗干扰、EMC部分 3.整体布局及走线部分 4.热设计部分 5.工艺处理部分 1.安规距离要求部分 安全距离包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离。 1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 一、爬电距离和电气间隙距离要求,可参考NE61347-1-2-13/GB19510.14. (1)、爬电距离:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥2.5mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥5.0mm;电气间隙:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥1.7mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥3.0mm;保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 (2)、一次侧交流对直流部分≥2.0mm (3)、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 (4)、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y 电容等元器零件脚间距≤6.4mm 要开槽。 (5)、变压器两级间≥6.4mm 以上,≥8mm加强绝缘。 2.抗干扰、EMC部分 在图二中,PCB 布局时,驱动电阻R3应靠近Q1(MOS管),电流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第4 Pin,如图一所说的R应尽量靠近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高,易受干扰。输出端阻抗较低,不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线,容易引入外界干扰。 在图三的A中排版时,R1、R2要靠近三极管Q1放置,因Q1的输入阻抗很高,基极线路过长,易受干扰,则R1、R2不能远离Q1。 在图三的B中排版时,C2要靠近D2,因为Q2三极管输入阻抗很高,如Q2至D2的线路太长,易受干扰,C2应移至D2附近。 二、小信号走线尽量远离大电流走线,忌平行,D>=2.0mm。 三、小信号线处理:电路板布线尽量集中,减少布板面积提高抗干扰能力。 四、一个电流回路走线尽可能减少包围面积。 如:电流取样信号线和来自光耦的信号线

电源的EMC及安规设计

电源的EMC及安规设计 开关电源不需要沉重的电源变压器,具有体积小、重量轻、效率高的优点,且市场上已有成品开关电源集成控制模块,使电源设计、调试简化许多,所以,在大多数的电子设备(如计算机、电视机及各种控制系统)中得到了广泛的应用。然而,开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强,对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁。因此,只有提高开关电源的电磁兼容性,才能使开关电源在那些对电源噪声指标有严格要求的场合下被采用。 开关电源产生噪声的原因 开关电源的种类很多,按变换器的电路结构可分为串并联式和直流变换式两种;按激励方式可分为自激和它激两种;按开关管的组合可分为桥式、半桥式、推挽式等。但无论何种类型的开关电源都是利用半导体器件的开和关工作的,并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。由于它通常在20kHz以上的开关频率下工作,所以电源线路内的dv/dt、di/dt很大,产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。它们通过电源线以共模或差模方式向外传导,同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型的开关电源电路的简图,下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。 一次整流回路的噪声 在一次整流回路中,整流二极管D1~D4只有在脉动电压超过C1的充电电压的瞬间,电流才从电源输入侧流入。所以,一次整流回路产生高次畸变波,形成噪声。 开关回路的噪声 一是电磁辐射。电源在工作时,开关管T处于高频率通断状态,在由脉冲变压器初级线圈L、开关管T和滤波器C构成的高频电流环路中,可能会产生较大的空间辐射噪声。如果C的滤波不足,则高频电流还会以差模方式传导到交流电源中去。二是感性负载引起的浪涌电压。在开关回路中开关管T的负载是脉冲变压器的初级线圈L,是感性负载,所以开关管在通断时,在脉冲变压器的初级线圈的两端会出现较高的浪涌电压,很可能造成与此同一回路的电子器件(尤其是开关管T)的损坏。 二次整流回路的噪声 一是电磁辐射。电源在工作时,整流二极管D也处于高频通断状态,由脉冲变压器次级线圈L、整流二极管D和滤波电容C构成了高频开关电流环路,可能向空间辐射噪声。如果电容C滤波不足,则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上,影响负载电路的正常工作。 二次整流回路的噪声 二是浪涌电流。硅二极管在正向导通时PN结内的电荷被积累,二极管加反向电压时积累的电荷将消失并产生反向电流。由于二次整流回路中D在开关转换时频率很高,即由导通转变为截止的时间很短,在短时间内要让存储电荷消失就产生反电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电容、分布电感的存在,使因浪涌引起的干扰成为高频衰减振荡。 控制回路的噪声 控制回路中的脉冲控制信号是主要的噪声源。 分布电容引起的噪声 一是Ci的作用。散热片K与开关管T的集电极间虽然有绝缘垫片,但由于其接触面较大,绝缘垫较薄,因此两者之间的分布电容Ci在高频时不能忽略。因此高频电流会通过Ci流到散热片上,再流到机壳

开关电源 安规要求

安规知识解读 以下如未特别说明,安规要求均指GB4943-2001 1、基本绝缘:对防电击提供基本保护的绝缘。 2、加强绝缘:除基本绝缘外施加的独立的绝缘,用于确保基本绝缘一旦失效时仍 能防止电击。 3、电气间隙(clearance):两个导电零部件之间的最短空间距离。 4、爬电距离(creepage distance):沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间的最短 路径。 5、Y1电容可以认为具有加强绝缘的功能。 初—次级跨接的电容用Y1 初—地之间可用Y2电容(1.5.7.1) ?工程师设计时常见错误: 没有Y1和Y2电容的使用概念,以致初---次级之间也“不知不觉”地用了Y2电容。 6、设备的防电击保护类别: Ⅰ类设备:采用基本绝缘,而且有保护接地导体; Ⅱ类设备:采用双重绝缘,这类设备既不依靠保护接地,也不依靠安装条件的保护措施; Ⅲ类设备:SELV供电,且不会产生危险电压; 7、电源上的铭牌标示 i.电源额定值标志 1)额定电压及电流 对具有额定电压范围的设备:

100V—240V; 2.8A 100V—240V; 2.8—1.1A 200V—240V; 1.4A 对多个额定电压: 120/ 220V ; 2.4/1.2A 2)电源的性质符号: 直流——交流~(GB8898-2001) ii.制造厂商名称或商标识别标记 iii.型号 iv.符号“回”,仅对Ⅱ类设备适用。

?工程师设计时常见错误: Ⅱ类设备大标贴没有“回”字符 没有LOGO或LOGO与认证证书不是同一公司 交流输入性质用“AC”表示,不用“~”表示 具有额定电压范围或多个额定电压的设备,电流标示本应是“100V—240V; 2.8—1.1A”或“120/ 220V ; 2.4/1.2A”,错写成“100V—240V; 1.1—2.8A” 或“120/ 220V ; 1.2/2.4A” 8、保护接地和等电位连接端子标示 预定要与保护接地导线相连的接线端子 应标示符号,该符号不能用于其它接地端子。 对保护连接导线的端子不要求标示,

安规要求

安全距离及其相关安全要求 安全距离包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离 1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 电气间隙的决定: 根据测量的工作电压及绝缘等级,即可决定距离 一次侧线路之电气间隙尺寸要求,见表3及表4 二次侧线路之电气间隙尺寸要求见表5 但通常:一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.N PE(大地)≥2.5mm,保险丝装置之后可不做要求,但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。一次侧交流对直流部分≥2.0mm 一次侧直流地对大地≥2.5mm (一次侧浮接地对大地) 一次侧部分对二次侧部分≥4.0mm,跨接于一二次侧之间之元器件 二次侧部分之电隙间隙≥0.5mm即可 二次侧地对大地≥1.0mm即可 附注:决定是否符合要求前,内部零件应先施于10N力,外壳施以30N力,以减少其距离,使确认为最糟情况下,空间距离仍符合规定。 爬电距离的决定: 根据工作电压及绝缘等级,查表6可决定其爬电距离 但通常:(1)、一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.N 大地≥2.5mm,保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 (2)、一次侧交流对直流部分≥2.0mm (3)、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 (4)、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y电容等元器零件脚间距≤6.4mm要开槽。 (5)、二次侧部分之间≥0.5mm即可 (6)、二次侧地对大地≥2.0mm以上 (7)、变压器两级间≥8.0mm以上 3、绝缘穿透距离: 应根据工作电压和绝缘应用场合符合下列规定: ——对工作电压不超过50V(71V交流峰值或直流值),无厚度要求; ——附加绝缘最小厚度应为0.4mm; ——当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的,则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。 如果所提供的绝缘是用在设备保护外壳内,而且在操作人员维护时不会受到磕碰或擦伤,并且属于如下任一种情况,则上述要求不适用于不论其厚度如何的薄层绝缘材料; ——对附加绝缘,至少使用两层材料,其中的每一层材料能通过对附加绝缘的抗电强度试验;或者:——由三层材料构成的附加绝缘,其中任意两层材料的组合都能通过附加绝缘的抗电强度试验;或者:——对加强绝缘,至少使用两层材料,其中的每一层材料能通过对加强绝缘的抗电强度试验;或者:——由三层绝缘材料构成的加强绝缘,其中任意两层材料的组合都能通过加强绝缘的抗电强度试验。 4、有关于布线工艺注意点: 如电容等平贴元件,必须平贴,不用点胶 如两导体在施以10N力可使距离缩短,小于安规距离要求时,可点胶固定此零件,保证其电气间隙。

电源适配器安规常识

安规认识 1. 安规简介: 安规也就是安全标准规格,安规对制造的装置与电组件有明确的陈述与指导,以提供具有安全与高品质的产品给终端使用者其目的主要是用来防止electric shock, energy hazards, fire, mechanical and heat hazards, radiation hazards chemical hazards等对人体造成的伤害. 一般地,每一个国家都可以建立自己本国的电气安全标准,但是大多数的电源供给器制造厂商都是使用IEC,VDE,UL,CSA安全标准作为解决安全之需求.UL与VDE的安全标准有本质上的差异,UL规格比较集中在防止失火的危险,而VDE规格则比较关于操作人员的安全,对于电源供给器而言,VDE乃是最严厉的电气安全标准. 安规政策:高压测试和接地测试零缺点. 2. 电源供给器结构安全需求 (1) 空间需求(spacing requirements) UL, CSA与VDE安全规格在活性组件之间,以及活性组件与固定金属组件之间,强制规定特定的空间需求,空间需求包括空间距离和沿面距离,空间距离在VDE中又叫间隙距离, 而在UL中则叫分离距离, VDE标准规格中的沿面距离在UL标准规格中则称为分隔距离. 空间距离(Creepage distance):在两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间经由空气分离测得最短直线距离; 沿面距离(clearance):沿绝缘表面测得两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间的最短距离. (2).电介质测试承受度(dielectric test withstand) 当装置上的额定电压为250Vac或是更小时在UL与CSA标准规格中需要做输入至输出与输入至地端的高电位隔离测试(HI-POT isolation test).

开关电源60950安规认证

本文仅适用于信息设备用开关电源。 一.安规申请 1.为什么要申请安规认证 许多国家都要求出口到其国家的特定产品应通过安全认证且印有相应的安全标记,如欧洲的CE Mark认证,中国从2002年5月1日起强制实行的3C认证等。另外,欧洲国家的许多消费者认为仅仅只有CE Mark是不够的(因为厂商可以自我宣称CE Mark),还必须有一个标记如TUVGS、NEMKO等,以确认此产品已经公认的认证机构认证过。可以看出,申请安规认证是进入上述市场所必须的。另外,认证分强制型认证和非强制型认证。强制型认证有CE、3C、PSE(日本)等,非强制型认证有TUVGS、UL等,非强制型认证没有强制的认证要求,但出于保障消费者的信心等原因而申请此认证。 2。安规申请途径 许多国家有相应的安规机构或实验室来受理安规认证, USA UL, CSA (NRTL/C), ETL, TuV USA… Canada CSA, UL (cUL) Germany TuV Rheinland, TuV Product Service, VDE

Netherland Kema Switszerland SEV Norway Nemko Sweden Semko Finland Fimko Denmark Demko UK BSI Japan MITI China CCIB Singapore PSB (Product Safety Bureau) Australia DFT (Department of Fair Trading) 也可以通过代理机构来进行安规认证,如ETS、ITS、AUDIX(信华)等。 3.常见的安规标志 4.适用的安规标准 对于通信用开关电源来说,

iec60950产品设计结构简介安规要求安全距离 (1)

IEC 60950产品设计/结构简介 IEC 60950 Design / Construction 1. 绝缘方式 (Insulation, Clause 1. 2.9) 做为电击保护者基本绝缘 (Basic Insulation) –针对于电击之保护所提供之基本绝缘。 辅助绝缘 (Supplementary Insulation) –附加于基本绝缘上之独立性绝缘,以 在基本绝缘失败时,可以减少电击之危险。 双重绝缘 (Double Insulation) - 基本绝缘加辅助绝缘之总称。 强化绝缘 (Reinforced Insulation) - 相等于双重绝缘之单层绝缘。 非做为电击保护者功能绝缘 (Fuctional Insulation) –产品正常使用时所必要之绝缘。

2. 直接插入式产品 (Direct Plug-In Unit) 可以使用 UL 60950/CSA 60950 (I.T.E产品)或 UL1310/CSA223 (Class 2 Power Supply) 做验证。 美规插头尺寸须符合NEMA 1-15P (2-pin) or 5-15P (3-pin)。 插头拉力测试 (20 lb, 2 min each blade, UL 1310)。 插头推力测试 (30 lb each blade, 40 lb together, 1 min, UL 1310)。 插头至外壳边缘≥ 5.1mm(for UL),7.9 mm (CSA)。 输入线须耐 35 lb 拉力测试 (UL 1310)。 输出线须耐 20 lb 拉力测试 (UL 1310)。 3. 空间/沿面距离 (Clearance/Creepage Distances,Clause 2.10, Tables 2H, 2J, 2K and 2L) 空间直线距离以峰值电压,根据 Table 2H (primary)、2J (primary additional)、2K (secondary) 计 算。 沿面爬行距离以RMS电压值,根据 Table 2L 计算,但不小于空间直线距离。 250 V 以下时,L 至 N、初级至地:creepage 2.5 mm,clearance 2.0 mm (整流前)。 250 V 以下时初级至次级:creepage 5 mm,clearance 4 mm。 TNV 至 SELV线路:creepage 2.5 mm,clearance 2.0 mm (Nemko):creepage 2.0 mm,clearance 1.8 mm (TüV)。 PCB 间距应参照实际工做电压 (peak or dc),若间距不足时 UL 可做耐压测试,CSA 做短路测试。 零件应施以 10 N 之推力作判断。 空间距离: 空间距离的数值应符合下列最小值的规定: —立地式产品的外壳或桌上型产品上非重直面顶部,可接近导电零件,与危险性电压上零件,用作强化绝缘 (Reinforced insulation) 之空气间隙,不得小于10mm。 —A类插头式产品之外壳上,已接地之可接近导电零件,与危险性电压上零件,用作基本绝缘 (Basic insulation) 之空气间隙,不得小于2mm。 Primary Circuit之空间距离应符合Table 2H 及2J中最小值之规定。 如果工作电压之峰值超过AC主电源电压之峰值时,绝缘之最小空间距离为下列两项数值之和:—工作电压等于AC主电源电压时,Table 2H之最小空间距离值;以及 —Table 2J中附加空间距离值。 沿面距离: 沿面距离不得少于Table 2L之最小数值。 强化绝缘或双重绝缘 (Reinforced or Double insulation) 之沿面距离是Table 2L中基本绝缘数值的两倍。 如果Table 2L之沿面距离小于Table 2H, 2J 与2K之空间距离时,则空间距离即是最小沿面距 离。 判定沿面距离时之工作电压应考虑下列要项: —实际的RMS值或DC 电压值。 —如使用DC 电压值,不必考虑附加之纹波。 —短期情况 (如TNV线路中之振铃信号),不必考虑。 —短暂之干扰不必考虑 (如噪声)。 —连到TNV 线路中,如果无法得知通讯网络之特性时,其工作电压应假定,TNV-1 线路为60 Vdc,TNV-2 与TNV-3线路为120Vdc。 如果所量测之工作电压,在相邻两点之间可使用内插法,来决定最小沿面距离。

电源产品安规要求培训教材

电源产品安规要求培训教材 为了使工程设计人员、产品检测人员及产品认证工作人员等等能够更好的理解、应用EN60335、EN61558、EN60950等等安规标准。 目录 一.前言 二.流程图 三.第一章:电子测量篇 第一节:铝片资料 1.铝片资料的标识 第二节:输入、输出指标的测量 1.产品技术指标 1)铝片上的额定值 2)输入功率和输入电流的测量 3)空载输出电压的测量 4)满载输出电压和满载输出电流的测量 第三节: 产品热测试和绝缘性能测试 1.产品热测试 1)元器件温度测试方法 2)热电偶的包扎方法 3)做热测试所需的输入电压和频率 4)工作时间 5)温升限制 2.高压测试 2)热测试后的高压测试 2) 短路和反常测试后的高压测试 3) 湿度处理后的高压测试 3.泄漏电流的测试 4.接触电流的测试 5.绝缘阻抗的测试 第四节:产品反常测试 1.反常热测试 四.第二章: 距离篇 1.爬电距离和电气距离的定义及测量方法 2.EN60335 EN61558 EN60950等等标准电气距离和爬电距离的相同点和不同点 五.第三章:胶料篇 1.耐热 2.耐燃 3.耐电痕

4.耐机械强度 5.各种标准对材料的要求 6.常用胶料表 六.第四章:插头尺寸篇 型插头尺寸测量 型插头尺寸测量 3.SAA型插头尺寸测量 4.AF型插头尺寸测量 5.JF型插头尺寸测量 6.韩国插头尺寸测量 产品测量简易流程图 第一章:电子测试篇 第一节: 铝片资料 1.根据标准的不同,铝片上的标明的资料也不同,通常在铝片上必须标明的标识有:

第二节:输入、输出指标的测量 1.测试产品技术指标: 1)铝片上的额定值: 根据铝片上标明的额定输入、输出指标,测试产品的输出数据。 2) 输入功率和输入电流的测量 一般产品要工作都是在额定的条件下进行的,产品才能正常的工作。否则,产品就会损

最新开关电源安规要求内容

开关电源安规主要内容 森树强电子 一. 安全距离规范 (针对初, 次级及高压, 大电流区域PCB布板) 1. 交流输入L - N, N- GND, L- GND间距必须大于 3.5毫米. 2. 初级整流滤波电容正, 负级间距须大于4毫米. 3. 初, 次级间距须大于6毫米(光耦处间距最小). 4. 次级电路电压小于48V的区域布板时一般不作安全间距要求. 注: 电气间隙与爬电距离应符合相关要求. 二. 耐压测试规范 测试内容及标准: 1. 输入–输出耐压测试及标准 l 交流3000V, 1分钟打耐压, 漏电流设为10mA

l 耐压仪指示漏电流<10mA, 且无飞弧现象为合格. 2. 输入–大地耐压测试 l 交流1500V, 1分钟打耐压, 漏电流设为10mA l 耐压仪指示漏电流<10mA, 且无飞弧现象为合格. 3. 输出–大地耐压测试 l 直流500V, 1分钟打耐压, 漏电流设为10mA l 耐压仪指示漏电流<10mA, 且无飞弧现象为合格. 注:大地为外壳地.测试仪器为耐压测试仪. 三. 绝缘测试规范 测试内容及标准: 1. 输入 - 大地>500Mohm为合格 2. 输出 - 大地 >500Mohm为合格 3. 输入 - 输出 >500Mohm为合格 四. 温度测试规范

1. 测试内容: 开关电源长时间稳定工作后, 测试开关 MOSFET, 开关变压器, 初级整流滤波电容, 次级整流管, 滤波电感的温度值并记录. 2. 判定标准: 将所测温度数值和相关标准安全值对比, 以 上器件的温度值必须小于安全值. 五. 过载测试规范 测试内容: 对每路输出均单独作过载试验(多路输出不同 时作过载试验). 测试方法及判定标准 (1) 在该路输出开关变压器次级交流输出端加负载并使其带满载, 长时间通电工作. (2) 监测开关变压器(磁芯, 漆包线包)的恒定温度值并记录, 不能超过允许值(厂商提供), 且应有15%左右裕量. 同时, 应无过温度保护动作. (3) 若出现过温度保护, 记录此时温度值.

电源安规

電源安規 1. UL1310,EN60950安规中针对安全距离方面有什么不同?及HI-POT测试方 面具体的指标又有什么不同 答: UL1310的安全距離不管是基本還是加強絕緣都是要求8mm,EN60950對於安全距離的要求是,基本絕緣時空間距離2mm、沿面距離2.5mm,加強絕緣時空間距離4mm、沿面距離5mm;HI-POT測試具體的指標有什麼不同,簡單來講就是測試電壓不同。 2. L线与N线之间,初级与次级之间,高压部分与地之间,及高压部分与不带 电金属部分之间的距离(空间距离及爬电距离)在美规及欧规中各为多少?答: L-N的空間距離3.2mm、沿面距離6.4mm;高壓對地的空間距離3.2mm、沿面距離6.4mm;高壓對金屬外殼距離6.4mm;一次對二次又分線性的空間距離3.2mm、沿面距離6.4mm,開關式的空間距離6.4mm、沿面距離9.5mm,以上的距離是UL1310裡有開孔的電源適配器的一些距離上的要求。 L-N的空間距離1.6、沿面距離6.4mm;高壓對地的空間距離1.6mm、沿面距離6.4mm;高壓對金屬外殼距離6.4mm;一次對二次又分線性的空間距離1.6mm、沿面距離6.4mm,開關式的空間距離4.8mm、沿面距離6.4mm,以上的距離是UL1310裡無開孔的電源適配器的一些距離上的要求。 L線到N線如果是保險絲前的話要求距離是2.5mm,保險絲後沒有要求。一次和二次我以前就講過,高壓對地視為基本絕緣,要求距離就是基本絕緣,高壓對金屬外殼也是視之為基本絕緣。 1. 安规中230v和120v电源L---N,L----G,N---G布线最小距离是多少? 一次测和二次测的最小距离又是多少? L,N,G两者之间: 对于230V,沿面间距2.5mm,空间间距2.0mm 对于120V,沿面和空间间距均为1.2mm 一次侧和二次测之间: 对于230V,沿面间距5.0mm,空间间距4.0mm 对于120V,沿面和空间间距均为1.2mm 2. 保险丝两边对应的PCB也有距离要求吧,请问是多少mm呢? 保險絲兩腳間CR 2.5MM CL2.0MM 有關初次級的間距,應該參照工作電壓,再去查找安規相應的對應電壓的CR,CL 距離

SPS电源安规设计规范

1.目的 为了规范SPS电源及类似产品的统一设计,能够符合国际标准,国家标准,行业标准,企业标准。 2. 范围 适用于SPS研发部及相关部门对SPS电源及类似产品(家用/IT类/AV类等)的设计,检验及判定,并以此作为产品设计的依据,使产品在设计阶段就处于安全可靠的状态。 3.定义 3.1. 额定参数,指公司依据产品的特性而制定的额定的电压,频率,功率,电流等参数或参数范围。 3.2. 绝缘等级,分为基本绝缘,附加绝缘,双重绝缘,加强绝缘,功能绝缘 基本绝缘:依据本身的基本的电击防护措施的绝缘,只有一层介质的绝缘; 附加绝缘:除基本绝缘以外的附加的独立的绝缘,基本绝缘外的另一层介质的绝缘; 双重绝缘:由基本绝缘和附件绝缘构成的绝缘系统,从而达到防电击的要求,即含有两层介质的绝缘; 加强绝缘:施加在带电零件上的单一绝缘体,其防护电击的要求相当于双重绝缘或以上的要求,它可能含有两层介质以上的绝缘,也可能是单一均质体。 功能绝缘:为了产品能够正常工作而在导电体之间施加的绝缘。 3.3. 器具类别,分为0类,0I类,I类,II类,III类 O类:器具整体至少具有基本绝缘﹐并带有一个接地端子﹐但其电源线不带接地导线,插头也无接地片。 0I类:器具不仅带有基本绝缘,而且带有附加的安全防护措施﹐即将导电性可触及零件连接到设施固定线路中的接地保护导体﹐这样﹐万一基本绝缘失效,导电性可触及零件也不会带电。 I类:器具不仅带有基本绝缘,而且带有双重绝缘或加强绝缘之安全防护措施﹐但没有接地 保护措施。 II类:器具的一部分依靠双重绝缘或加强绝缘提供电击防护措施,产品LOG上经常用“回”来表示。 III类:用安全特低电压来供电的器具,其内部不产生比安全特低电压高的电压。 3.4. 安全距离,分为爬电距离和电气间隙 爬电距离:指两个导体间沿物体表面爬行的最小距离; 电气间隙:指两个导体间空间直线的最小距离 3.5 Class 2: 功率小于660W,输出电压不超过交流42.4VDC/60VAC,最大输出电流不超过5A,输出小于100VA 3.6 限流电路:在正常工作或有单一的故障的情况下,其电路中是非危险的电流的电路 3.7 一次电路,与交流电直接连接的并在变压器之前的电路 二次电路,不与一次电路直接连接的电路,如变压器,电池等之后的电路 3.8 功能接地:用于安全目的以外的接地,通常是电路原理需要的接地。 3.9 保护接地:用于防止可接触部位带电而产生危险的接地保护。 3.10 线圈绝缘耐温等级: CLASS A(105℃),CLASS E(120℃),CLASS B(130℃),CLASS F(155℃),CLASS H(180℃) 4.内容 4.1 产品设计的指标,检验和测试的方法,符合标准及判定要求。

开关电源安规设计注意事项

开关电源安规设计注意事项 1.零件選用 (1)在零件選用方面,要求掌握: a .安規零件有哪些?(見三.安規零件介紹) b.安規零件要求 安規零件的要求就是要取得安規機構的認証或是符合相關安規標準; c.安規零件額定值 任何零件均必須依MANUFACTURE規定的額定值使用; I 額定電壓; II 額定電流; III 溫度額定值; (2). 零件的溫升限制 a. 一般電子零件: 依零件規格之額定溫度值,決定其溫度上限 b. 線圈類: 依其絕緣系統耐溫決定 Class A ΔT≦75℃ Class E ΔT≦90℃ Class B ΔT≦95℃ Class F ΔT≦115℃ Class H ΔT≦140℃ c. 人造橡膠或PVC被覆之線材及電源線類: 有標示耐溫值T者ΔT≦(T-25)℃ 無標示耐溫值T者ΔT≦50℃ d. Bobbin類: 無一定值,但須做125℃球壓測試; e. 端子類: ΔT≦60℃ f. 溫升限值 I. 如果有規定待測物的耐溫值(Tmax),則: ΔT≦Tmax-Tmra II. 如果有規定待測物的溫升限值(ΔTmax),則: ΔT≦ΔTmax+25-Tmra 其中Tmra=制造商所規定的設備允許操作室溫或是25℃ (3).使用耐然零件: a.PCB: V-1以上; b.FBT, CRT, YOKE :V-2以上; c.WIRING HARNESS:V-2以上; d.CORD ANONORAGE: HB以上; e.其它所有零件: V-2以上或HF-2以上; f.例外情形: 下述零件與電子零件(限會在失誤狀況下,因溫度過高而引燃的電子零件)若相隔13mm以上,或是相互間以至少V-1等級之障礙物隔開,則其耐燃等級要求如下: I.小型的齒輪,凸輪,皮帶,軸承及其它小零件,不須防火証明; II.空氣載液的導管,粉狀物容器及發泡塑膠零件,防火等級為HB以上或HBF以上 g.下述件不須防火証明:

开关电源安全距离及其相关安全要求

开关电源安全距离及其相关安全要求 安全距离包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离 1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 电气间隙的决定: 根据测量的工作电压及绝缘等级,即可决定距离 一次侧线路之电气间隙尺寸要求,见表3及表4 二次侧线路之电气间隙尺寸要求见表5 但通常:一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.N PE(大地)≥2.5mm,保险丝装置之后可不做要求,但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。 一次侧交流对直流部分≥2.0mm 一次侧直流地对大地≥2.5mm (一次侧浮接地对大地) 一次侧部分对二次侧部分≥4.0mm,跨接于一二次侧之间之元器件 二次侧部分之电隙间隙≥0.5mm即可 二次侧地对大地≥1.0mm即可 附注:决定是否符合要求前,内部零件应先施于10N力,外壳施以30N力,以减少其距离,使确认为最糟情况下,空间距离仍符合规定。 爬电距离的决定: 根据工作电压及绝缘等级,查表6可决定其爬电距离 但通常:(1)、一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.N 大地≥2.5mm,保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 (2)、一次侧交流对直流部分≥2.0mm (3)、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 (4)、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y电容等元器零件脚间距≤6.4mm要开槽。 (5)、二次侧部分之间≥0.5mm即可 (6)、二次侧地对大地≥2.0mm以上 (7)、变压器两级间≥8.0mm以上 3、绝缘穿透距离: 应根据工作电压和绝缘应用场合符合下列规定: ——对工作电压不超过50V(71V交流峰值或直流值),无厚度要求; ——附加绝缘最小厚度应为0.4mm; ——当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的,则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。 如果所提供的绝缘是用在设备保护外壳内,而且在操作人员维护时不会受到磕碰或擦伤,并且属于如下任一种情况,则上述要求不适用于不论其厚度如何的薄层绝缘材料; ——对附加绝缘,至少使用两层材料,其中的每一层材料能通过对附加绝缘的抗电强度试验;或者:——由三层材料构成的附加绝缘,其中任意两层材料的组合都能通过附加绝缘的抗电强度试验;或者:——对加强绝缘,至少使用两层材料,其中的每一层材料能通过对加强绝缘的抗电强度试验;或者:——由三层绝缘材料构成的加强绝缘,其中任意两层材料的组合都能通过加强绝缘的抗电强度试验。4、有关于布线工艺注意点: 如电容等平贴元件,必须平贴,不用点胶 如两导体在施以10N力可使距离缩短,小于安规距离要求时,可点胶固定此零件,保证其电气间隙。

电源的安规

电源的安规,不管是隔离式或是非隔离式的电源,其AC输入部分,总是要包括入防雷设计和电磁兼容. 防雷方面,先了解雷击的相关知识. 电源,不管是在户外还是户内,都可能招致雷击,但户外的雷击破坏性更大.轻则导致路灯损坏,重则引起火灾或人员伤亡,产生巨大的损失。同样的,如果在户内,电网如果没有处理好防雷,雷击同样会给LED灯具产生破坏性影响,在此,就向大家介绍一下关于雷电对LED路灯/灯具的影响以及防范措施。 雷击主要有以下四种类型: 1.直击雷 直击雷蕴含极大的能量,峰值电压可达5000kv的雷电流入地,具有极大的破坏力。会造成以下三种影响: a 巨大的富电流在数微秒时间内流下地,使地电位迅速拾高,造成反击事故,危害人身和设备安全。 b 雷电流产生强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。 c 雷电流流经电气设备产生极高的热量,造成火灾或爆炸事故。 2.传导雷 远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压,由室外电源线路和通信线路传至建筑物内室内的电气设备。 3.感应雷 云层之间频繁放电产生强大的电磁波导致共模和差模干扰,影响电气设备运行。 4.开关过电压 供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等,都能在电源线路上产生高压脉冲,脉冲电压可达正常电压的3到5倍,可严重损坏设备。破坏效果与雷击类似。 那么我们又将如何防范雷击事故的发生呢?经过中电华星电源研究实验室研究发现,以下几种方式是防范路灯被雷电破坏最有效的办法: 4.1 外部防雷与内部防雷相结合 现在一般的LED路灯外部都是导体材料,本身就相当于一个避雷针,在设计上必须安装引下线和地网,这些系统构成外部防雷系统。该系统可避免LED路灯因直击雷引起火灾及人身安全事故。内部防雷系统是指路灯内部通过接地、设置电压保护等方式对设备进行保护。该系统可防止感应雷和其他形式的过电压侵入,造成电源毁坏、这是外部防雷系统无法保证的。这两者之间是相辅相成的,互为补充。内部防雷系统在很多器件上例如外壳、进出保护区的电缆、金属管道等都要连接外部防雷系统或者设置过压保护器,并进行等电位连接。 4.2 防雷等电位连接 彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,电源线、信号线、金属管道等都要用过压保护器进行等电位连接,各个内层保护区的界面处也要进行局部等电位连接,各个局部等电位连接处要互相连接,最后与主等电位处相连。 4.3 设置雷电保护区 目前LED路灯除了电源设备外,还会设置一些通信设备用于控制路灯的开关及亮度,这些设备及电源都需要安置在雷电保护区内,保护区域直接受外壳屏蔽。此处的电磁场要弱得多。 4.4 高质量保护设备--防雷模块和过压保护模块 防雷器的作用是在最短时间(纳秒级)内将被保护系统连入等电位系统中,使设备各端口等电位。同时将电路中因雷击而产生的巨大脉冲能量经短路线释放到大地,降低设备各接口

电源的EMC及安规设计

) 电源的EMC及安规设计 开关电源不需要沉重的电源变压器,具有体积小、重量轻、效率高的优点,且市场上已有成品开关电源集成控制模块,使电源设计、调试简化许多,所以,在大多数的电子设备(如计算机、电视机及各种控制系统)中得到了广泛的应用。然而,开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强,对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁。因此,只有提高开关电源的电磁兼容性,才能使开关电源在那些对电源噪声指标有严格要求的场合下被采用。 开关电源产生噪声的原因 开关电源的种类很多,按变换器的电路结构可分为串并联式和直流变换式两种;按激励方式可分为自激和它激两种;按开关管的组合可分为桥式、半桥式、推挽式等。但无论何种类型的开关电源都是利用半导体器件的开和关工作的,并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。由于它通常在20kHz以上的开关频率下工作,所以电源线路内的dv/dt、di/dt很大,产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。它们通过电源线以共模或差模方式向外传导,同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型的开关电源电路的简图,下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。 — 一次整流回路的噪声 在一次整流回路中,整流二极管D1~D4只有在脉动电压超过C1的充电电压的瞬间,电流才从电源输入侧流入。所以,一次整流回路产生高次畸变波,形成噪声。 开关回路的噪声 一是电磁辐射。电源在工作时,开关管T处于高频率通断状态,在由脉冲变压器初级线圈L、开关管T和滤波器C构成的高频电流环路中,可能会产生较大的空间辐射噪声。如果C的滤波不足,则高频电流还会以差模方式传导到交流电源中去。二是感性负载引起的浪涌电压。在开关回路中开关管T的负载是脉冲变压器的初级线圈L,是感性负载,所以开关管在通断时,在脉冲变压器的初级线圈的两端会出现较高的浪涌电压,很可能造成与此同一回路的电子器件(尤其是开关管T)的损坏。 二次整流回路的噪声 一是电磁辐射。电源在工作时,整流二极管D也处于高频通断状态,由脉冲变压器次级线圈L、整流二极管D和滤波电容C构成了高频开关电流环路,可能向空间辐射噪声。如果电容C滤波不足,则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上,影响负载电路的正常工作。 二次整流回路的噪声 ; 二是浪涌电流。硅二极管在正向导通时PN结内的电荷被积累,二极管加反向电压时积累的电荷将消失并产生反向电流。由于二次整流回路中D在开关转换时频率很高,即由导通转变为截止的时间很短,在短时间内要让存储电荷消失就产生反电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电容、分布电感的存在,使因浪涌引起的干扰成为高频衰减振荡。 控制回路的噪声 控制回路中的脉冲控制信号是主要的噪声源。

电源安规测试标准

安规测试 这是许多产品制造商最想问的一个问题,当然最普遍的回答是“因为安规标准中有规定”。在产品制造领域,强制标准就意味着法律,但如果我们能深入了解电气安规的背景,便会发现它背后所隐含的责任与意义。 实际上,安规标准是让用户所使用的产品规避危害,这样也保障企业规避风险。各式的电气设备都有潜在的危害,只要有使用电力或是电子组件之产品,皆不能对使用者造成危害。安规标准中的危害包含以下四种:电气伤害、机械/物理伤害、低压/高能量伤害、易燃防治,此四种危害在各式产品安规中是最基本的安全标准,其中对于一般电子产品,电气伤害对用户损害最大。 造成电气伤害的因素有很多种,其中最主要的是电流经过人体所造成的电气伤害。此类电气伤害对人类具有直接的影响性,伤害的严重性依电能的大小,湿度,接触面积等有所不同。想象你在洗澡时,突然运作中的电热水器发生漏电,使得电流从吹风机经过你的身体而流向地面。此时,你的心脏出现不规则心悸、血压下降,造成不可挽回的悲剧。 在安规标准中并无法规范每一项操作中所产生的错误,但仍然提供了几项基本的测试与防范来保护人身安全。例如GFCI (Ground fault current interrupters),设计在对地电流大于规范漏电流上限时,会在几个ms之内自动切断电源。此功能已大量减少人们在家中意外触电致死的案件,为电器使用者增添了一份保障。电力的频率(frequency)也是决定因素之一,一般室内的AC电源多为50/60Hz,其对人体的伤害大于DC电源,因此家用电器皆要求设计有保护人体的电路。 许多安规标准以适当的漏电流、产品机构设计、耐压绝缘等测试,以规范当人体碰触时所产生的伤害。但安规标准分为一般标准(general)以及特殊标准(particular),制造商需十分注意各标准的适用性,让产品符合正确的安规标准。 电气伤害的测试主要分为以下四种: ●耐电压测试(Dielectric Withstand / Hipot Test):耐压测试在产品的电源端与地端电路上,施以一高压并量测其崩溃状态。 ●绝缘电阻测试(Isolation Resistance Test):量测产品电气绝缘状态。 ●漏电流测试(Leakage Current Test ):检测AC/DC电源流至地端的漏电流是否超过标准。 ●接地保护测试(Protective Ground):检测可接触之金属机构等部位是否有确实接地。

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