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PCB安规设计规范--------------------------------------------------------------------------PCB安规设计规范中冶南方(武汉)自动化有限公司PCB安规设计规范--------------------------------------------------------------------------修订信息表版本修订人修订时间修订内容V1.0康现伟2011-03-08新建V2.0肖文兵PCB安规设计规范--------------------------------------------------------------------------目录1目的...........................................................................................................................4 2范围...........................................................................................................................4 3规范内容...................................................................................................................4 3.1安规常用术语...................................................................................................................4 3.2分析电路特性，确定PCB隔离.......................................................................................8 3.3分析电路类型，确定绝缘类型.......................................................................................9 3.4确定PLC设备的绝缘距离...............................................................................................9 3.5确定变频器设备的绝缘距离.........................................................................................12 3.6PCBA设计与注意事项....................................................................................................17 3.7满足绝缘的判定.............................................................................................................17 3.8PCB走线的设计..............................................................................................................18 3.9PCB标识与注意事项......................................................................................................18 3.10PCB设计更改控制........................................................................................................19 4附件.........................................................................................................................19 4.1相关实验.........................................................................................................................19 4.2经验数据.........................................................................................................................20 4.3塑胶材料板材相关参数说明.........................................................................................22 4.4CAD设计输入和工艺查检表..........................................................................................23 4.5绝缘距离设计流程图.....................................................................................................23 PCB安规设计规范--------------------------------------------------------------------------PCB安规设计规范1目的1)规范开发过程PCB安规设计使用；2)开发过程中CAD设计工程师和工艺工程师自检审查用。2范围1)本规范适用于输入电压低于1000Vac或1500Vdc的工控类产品(PLC,变频器)；2)本公司产品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。3规范内容3.1安规常用术语1)工作绝缘（或功能绝缘）functionalinsulation仅为设备正常工作所需的绝缘。所定义的功能绝缘并不起防电击的作用。2)基本绝缘basicinsulation对防电击提供基本保护的绝缘。3)附加绝缘supplementaryinsulation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。4)双重绝缘doubleinsulation由基本绝缘加上附加绝缘组合构成的绝缘。5)加强绝缘reinforcedinsulation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。6)一次电路primarycircuit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。7)二次电路secondarycircuit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。8)危险电压hazardousvoltage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。PCB安规设计规范--------------------------------------------------------------------------注：不论电压高低，一次电路都是危险电压电路。9)特低电压电路extra-lowvoltage(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。10)安全特低电压电路safetyextra-lowvoltage(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。11)通讯网络电路TNVcircuit设备中在正常工作和单一故障条件下(见1.4.14)，电压不超过规定限值，到可触及区的接触受限制，这样设计防护的电路。SELV电路和TNV电路的电压范围来自通信网络的过电压可能性正常工作电压在SELV限值内超过SELV限值，但在TNV限值内是TNV-1电路TNV-3电路否SELV电路TNV-2电路常见的几种可能的TNV电路端口电路类型RS422TNV-1（通往户外）或SELV（仅在户内使用）RS485TNV-1（通往户外）或SELV（仅在户内使用）ELVLN一重保护＜42.4Vpeak，＜60Vdc危险电压在单一故障条件下，可能产生危险电压！SELVLN＜42.4Vpeak，＜60Vdc电网电压双重保护在单一故障条件下，不会产生危险电压。PCB安规设计规范--------------------------------------------------------------------------(Unstructured)E1TNV-1（通往户外）或SELV（仅在户内使用）60VstationbatteryTNV-2AnaloguePSTN48batteryTNV-3AnaloguePSTN60batteryTNV-312)限流电路limitcurrentcircuit做了适当设计和保护的电路，在正常情况下和单一故障情况下，从电路中可获得的电流没有危险性。13)保护接地导体protectiveearthingconductor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。14)保护连接导体protectivebondingconductor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。15)工作电压Workingvoltage绝缘两端在正常工作的情况下所承受的最大的电压。工作电压有工作电压峰值和有效值，工作电压峰值用来确定绝缘隔离带的电气间隙，工作电压有效值用来确定绝缘隔离带的爬电距离。16)重复峰值recurringpeakvoltage由于操作或可调节器件而引起的超过静态输入电压值的重复性的过电压，这种重复性的过电压可能会因局部放电引起绝缘性能的降低、破坏。17)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。18)爬电距离creepagedistance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：19)绝缘穿透距离distancesthroughinsulation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20)电网电压Powernetworkvoltage设备主电源供应的电网所在的电网值。21)海拔高度altitude设备工作所在位置相对海平面的落差。在IEC60950-1中，默认的设备工作的最大海拔高度为2000m，如果设计要求设备工作的最大海拔高度高于2000m，则设计电气间隙的时候要在2000m下要求的最小PCB安规设计规范---------