安规元器件基础知识讲解

安规应用(开关电源部分)

2003---6---23

安规元器件：

对于本司的开关电源来说，安规元器件大体上指：

塑胶外壳、各种塑胶件、铭牌；

PCB板、保险丝、温度保险丝、保险丝座（如果是塑胶的）；

压敏电阻、热敏电阻、放电管；

电感、变压器（包括BOBBIN、线材、胶纸、挡墙、铁弗龙套管等、清漆）；

光耦、X电容、Y电容；

插座、开关、AC线、AC引线；

热缩套管、PVC套管、PVC片、绝缘片、硅胶、白胶、黄胶、树脂；

风扇、继电器、温度开关；

BULK电容、泄放电阻、整流桥、开关管；

对于安规关键性元器件，设计时一定要考虑其各种电气额定值，如电压、电流、工作温度、防火等级、耐压值等。电压、电流，一般工程师会注意到，但工作温度、防火等级、耐压值却往往会忽略。其实这些额定值一样是很重要的。

设计要求：

在开关电源方面，最主要的要求就是能够防火和防电击。这就需要电源有输出过压保护、过流保护、输出短路保护或过温保护，输入、输出有足够的绝缘阻抗。

输出过压保护：

要求：在开关电源正常工作情况下和单一故障以及因为这一单一故障而引发的一系列的故障的情况下，输出的电压仍保持在安规定义的安全电压以内。

注：安全电压----指的是底于60VDC或42。4Vrms值。

输出过流保护、输出短路保护、过温保护：

要求：当开关电源的输出出现异常时（如过流、短路等），开关电源内应有保护电路或保护器件在开关电源出现危险（如着火的危险、电击的危险等）之前动作，以避免危险的发生。注：判定如下：

1．所测得的变压器（和电感）的温度没有超过变压器绕组和电感允许的异常时的温度限值。2．电气间隙、爬电距离没有底于要求值以下，抗电强度测试通过。

3．测试过程中没有异常的现象发生，例如，设备起火、冒烟、流出融熔的金属等。

4．输出电压在安全电压以内。

注：绕组的温升要求：

正常时最大温度异常时最大温度A级材料100℃150℃

E级材料115℃165℃

B级材料120℃175℃

F级材料140℃190℃

H级材料175℃210℃

注：如果用热电耦测量绕组的温升，上述的温度限值应减少10℃，另外，各认证机构可能会有些附加要求，如额外要求裕量等。所以，评估时应留有相应的裕量。

电气间隙和爬电距离：

开关电源应同时满足安规上对设备所要求的电气间隙和爬电距离。

电气间隙：导电体间测得的最短空间距离。

爬电距离：导体间测得的最短绝缘表面距离。

注：一般来说，爬电距离要求的数值比电气间隙要求的数值大，布线时须同时满足这两者的要求（即要考虑表面的距离，还要考虑空间的距离），开槽（槽寛应大于1MM）只能增加表面距离即爬电距离而不能增加电气间，所以当电气间隙不够时，开槽是不能解决这个问题的，开槽时要注意槽的位置、长短、宽度是否合适，以满足爬电距离的要求。

对于2类设备的开关电源（本公司的大部分开关电源均为2类设备，1类设备可能会有两种情况，如果碰到，可向我咨询），在元件及PCB板上的隔离距离如下：（下列数值未包括裕量）

对于AC-DC电源（以输入额度电压范围为100—240V为例）（不含有PFC电路）

电气间隙爬电距离

L线—N线（保险丝之前） 2.0mm 2.5mm

输入—地（整流桥前） 2.0mm 2.5mm

输入—地（整流桥后） 2.2mm 3.2mm

输入—输出（变压器） 4.4mm 6.4mm

输入—输出（除变压器外） 4.4mm 6.0mm

输入—磁芯；输出—磁芯 2.0mm 2.5mm

对于AC-DC电源（以输入额度电压范围为100—240V为例）（含有PFC电路）

电气间隙爬电距离

L线—N线（保险丝之前） 2.0mm 2.5mm

输入—地（整流桥前） 2.0mm 2.5mm

输入—地（整流桥后） 2.2mm 3.2mm

输入—输出（变压器） 5.2mm 9.0mm

输入—输出（除变压器外） 4.4mm 6.4 mm

输入—磁芯；输出—磁芯 2.2mm 3.2mm

注:以上数值均为建议值,并不能代表最终要求的确切数值.