PCB安规规范

1.0目的

1、PCB安规结构检查用；

2、开发过程中指导PCB安规设计用；

2.0适用范围

   本规范适用于输入电压低于600V的信息技术类设备的PCB安规设计，对本公司信息技术类产品PCB安规设计作指导，对结构要求符合安规的产品PCB设计进行控制(不含通信网络电压电路即TNV电路)。

       注：对本规范未涉及到(或描述不够清楚、存在歧义)的产品或情形，请与安规室讨论决定，如客户对产品安规提出的更高要求等。

3.0 定义

3.1  一次电路 primary circuit

       直接与AC电网电源连接的电路。例如：与AC电网电源连接的装置，变压器、电动机、其它负载装置初级绕组，以及与电网连接的各种装置。

3.2  二次电路 secondary circuit

       不与一次电路直接连接，而是由变压器、变换器或等效的隔离装置供电或只用电池供电的一种电路。

3.3 危险电压  hazardous voltage

       存在于既不符合限流电路全部要求也不符合TNV电路全部要求的电路中，其交流峰值超过42.4V或直流值超过60V的电压。

       注：不论电压高低，一次电路都是危险电压电路。

3.4 特低电压电路  extra -low voltage (ELV)circuit

       在正常工作条件下，在电路的任意两个导体之间或任一导体与地之间电压的交流峰值不超过42.4V或直流值不超过60V的二次电路；至少使用基本绝缘与危险电压隔离，但它既不符合SELV电路的全部要求，也不符合限流电路(见3.18)的全部要求。

3.5   安全特低电压电路  safety extra-low voltage (SELV)circuit

       作了适当的设计和保护的二次电路，使得在正常条件下和单一故障条件下，任意两个可触及的导体之间的电压值均不会超过安全值。

3.6  功能绝缘 functional insulation

       仅为设备正常工作所需的绝缘。

       注：所定义的功能绝缘并不起防电击的作用。但是，它可以用来减小引燃和着火的危险的可能性。

3.7  基本绝缘 basic insulation

       对防电击提供基本保护的绝缘。

3.8  附加绝缘 supplementary insulation

       除基本绝缘以外施加的独立的绝缘，用以在基本绝缘一旦失效时仍能防止电击。

3.9  双重绝缘 double insulation

       由基本绝缘加上附加绝缘组合构成的绝缘。

3.10  加强绝缘 reinforced insulation

       一种单一的绝缘结构，在本标准规定的条件下，其所提供的防电击的保护相当于双重绝缘。

3.11  电气间隙 clearance

       在两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间测得的最短空间距离。

3.12  爬电距离 creepage distance

       沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间的最短距离。

3.13  绝缘穿透距离 distances through insulation

     在两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间的绝缘材料的最小厚度

3.14  保护接地导体  protective earthing conductor

       用来把设备的电源保护接地端子，同建筑物安装接地点连接起来的建筑物安装布线或电源中的导线。

3.15  保护连接导体  protective bonding conductor

       用来把电源的保护接地端子同设备中为安全目的而需要接地的部分连接起来的设备中的导线或设备中的一个导电零部件的组合。

3.16  污染等级 pollution degree

3.17  材料组别 material group

       注：CTI是材料相比漏电起痕指数，一般由材料生产商提供，不能确知时按Ⅲb考虑。

3.18  安装类别(过电压等级) installation category

         根据设备在电力系统中的分布位置（即过电压条件）划分的，分为以下四类：

安装类别Ⅳ：初级电源水平级。如：架空线、电缆系统、配电母线、户外电力线上的                           电动机等；

安装类别Ⅲ：配电及控制水平级。如：直接接到配电干线、装入配电箱中的电器；

安装类别Ⅱ：负载水平级。如：控制、启动、切断电动机用电器，螺线管电磁阀，耗能电器（电灯、电热器、家用电器、便携式设备）；

安装类别Ⅰ：信号水平级。如：安装在电力系统末端的特殊设备类别，低压电子逻辑系统、电信、遥控、小功率信号电路中的设备。

4.0引用/参考标准或资料

UL1950，GB4943，EN60950

5.0 规范内容

5.1 确认本规范是否适用该产品

       见2.0适用范围。

5.2 选择PCB材料

1、PCB板材料一般应选用FR-4，阻燃等级为94V－0，温度等级为130℃，厂家尽可能少，并与现有产品一致。

5.3 分析电路特性，确定PCB隔离

1、判定PCB中哪些是与最终可触及件有电气联系；

2、确定产品输入，输出，接地，及用户可触及端口；

3、如果输入输出是要求隔离的，则需分析电路图，找出跨接输入输出的器件，如变压器，光耦，电容器，并绘制草图，确定隔离带。

4、如果是带有隔离辅助电源的，也要找出跨接输入输出的器件，绘制草图，并标注和主电路的连接关系，确定隔离带；

5.4  分析电路类型，确定绝缘类型

1、针对用户可触及电路的特点，确定可行的保护方法；对于需要采取双重保护的电路可以采用：基本绝缘＋保护接地，双重绝缘，加强绝缘等三种方式构成。

2、根据绝缘跨接的电路类型，查表2确定绝缘类型；

5.5  估计工作电压，确定绝缘距离(估计只作设计参考，判定合格需经测试确定)

1、根据电路特性，估计绝缘跨接的两电路之间的最大可能工作电压(有效值和峰值)，

推荐工作电压有效值保守估计方法为:

       通常无PFC等升压电路的一次、二次电路之间按输入最大电压估计，隔离变压器原副边电压按原边电压最大值加上副边最大值估计

       对有PFC或类似升压电路的一次、二次电路之间，PFC前端按无PFC一样估计，PFC后端按PFC输出电压估计，PFC后端隔离变压器原副边电压按原边电压最大值加上副边最大值估计。

2、根据产品应用条件，对照污染等级、安装类别定义，确定绝缘距离应查的表格(参考表1)，再根据绝缘类型和估计的工作电压，查对应的表格，判定绝缘距离：本规范以信息技术类设备为例

       根据应用条件参考表 1 ，对照污染等级、安装类别定义知，信息技术类设备一般属污染等级为2，安装类别为Ⅱ，查表如下：

       跨接一次、二次电路之间的绝缘查表3得到最小电气间隙，对于有重复峰值大于电网电压峰值的，如直流变换器，先按绝缘工作电压有效值查表3，再加上按重复峰值查表4的附加气隙，得到最小电气间隙；

       跨接二次电路之间的绝缘查表5得到最小电气间隙；

       最小爬电距离查表6，得到的值与电气间隙相比，取较大者为最小爬电距离值。

3、多层PCB板同一层面上的绝缘距离确定方法与上述方法相同，PCB层间厚度也与绝缘等级密切相关，工作绝缘、基本绝缘没有厚度要求(只有耐压要求)；附加绝缘、加强绝缘要求厚度至少为0.4mm，同时满足耐压要求。

4、推荐按照下列步骤进行：

       Step1：确定过电压等级，本规范不包括过电压等级3。

       Step2：估算工作电压的峰值，重复峰值

       Step3：查表3，4，5确定电气间隙；并且根据绝缘类型确定最终距离：     

       Step4：估算工作电压的有效值；

       Step5：估计污染等级和材料的CTI值；

       Step6：查表6确定爬电距离，根据绝缘类型确定最终爬电距离：    

       Step7：如果爬电距离小于电气间隙，则选取电气间隙的数值为爬电距离；

5、一般额定输入电压为220V设备，则一次电路与SELV之间应大于5mm；SELV对保护地应大于2mm；输入对保护地应大于3.2mm，考虑到防雷推荐为4mm；

5.6满足绝缘距离的判定

       绝缘距离是否符合要求，对于不同的绝缘类型判定方法不同。

5.6.1 工作绝缘的判定

       工作绝缘是保证设备正常工作的绝缘，一般不涉及产品的安全性能，因而要求相对宽松，满足下列条件之一，即符合要求：

1、电气间隙和爬电距离符合本规范的要求；

2、短路该绝缘跨接的两电路部分，没有着火、电击等危险情况；

3、能承受相应的抗电强度；

5.6.2 基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘的判定

       基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘是保证设备的安全性能的绝缘，要求严格，必须满足距离要求，并且满足耐压要求(详见GB4943表18)

5.7 PCB标识与注意事项

1、保险丝附近是否有6项完整的标识，包括保险丝序号，熔断特性，额定电流值，防爆特性，额定电压值，英文警告标识，如F101 F3.15AH,250Vac,“CAUTION: For Continued Protection Against Risk ofFire, Replace Only With Same Type and Rating of Fuse”

2、交流输入标识L、N以及保护接地标识

3、接线端标识应是唯一的，且不易引起混淆、误解。

4、同一设备不同单板之间元器件参考位最好是唯一的，且单板应有可区分的名称标识；单板应预留适当的空位，以便贴上条码(或等效识别标识)，不跨接除工作绝缘以外的绝缘，不遮挡其他丝印或标识，也不被遮挡、破坏。

5、PCB板设计时应充分考虑安装应用条件，留出足够的板边距，以满足安装后与外壳或其他元器件电气间隙和爬电距离要求，并防止标识被遮挡、破坏。

6、外形对称元器件PCB设计时应考虑防呆，如IC的第一脚位为方孔，变压器原副边脚位不对称，贴片IC的第一脚加一圆点(或等效标识),单板不对称安装或虚开一防呆孔。

7、PCB丝印应包含其版本信息，PCB设计更改，版本应作相应的更改。

8、隔离带用白色丝印作为划分标识；

9、电击危险的标识见ISO 3864，编号5036；

5.8  PCB设计更改控制

1、PCB更换新厂家或新材料，必须提供材料及其阻燃等级UL认证证书给安规室备案；

2、对实行安规控制的量产产品，含正在做和已做完安规认证产品的PCB设计更改(含更换新厂家或新材料)，应有详细记录，详细记录应包含更改原因、更改详细描述、更改设计人、日期、版本等，并报安规室认可备案，未经安规室认可，不得在量产产品上使用认证标记;

3、CAD室负责PCB设计时执行本规范，工艺负责审核PCB安规设计是否符合本规范，保证本规范范围内产品PCB安规设计符合本规范；安规室负责整机产品的安规审查，并监督本规范执行情况；

4、对量产产品PCB设计更改，工艺审核符合本规范后，工艺部门知会安规室，安规室负责报认证公司认可，认证公司认可后量产产品才能使用认证标识。

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