1.6 What are Creepage and Clearance_

欢迎观看高精度实验室隔离系列的“数字隔离器基础” 培训视频。 在这段简短的视频中，我们将回顾爬电距离 和电气间隙的基础知识，以及在计算 给定应用的适当爬电距离和电气间隙时 需要考虑的设计注意事项。 要了解更多信息，请从 ti.com 下载 模拟应用期刊。 增强型隔离器器件可以提供 与两个串联的基本隔离器 相当的绝缘。 而且，就其本身而言，增强型隔离器 被认为足以确保电气安全， 具有抗高压能力。 增强型隔离器的数据表应始终 在一个表中包含与安全相关的 合规证书。 基本认证和增强认证都 对最低应用电压测试以及爬电距离和 电气间隙有最低要求。 什么是爬电距离和电气间隙，它们有何不同？ 爬电距离是指两个导电路径之间 沿着固体绝缘体的表面测得的 最短距离。 最短路径通常位于 封装体的末端附近，如此处所示。 电气间隙是指两个导电部件之间 通过空气测得的最短距离， 通常是按右图所示进行测量。 爬电距离和电气间隙的距离要求 是通过给定应用的系统级标准要求 来确定的。 对值的要求受以下两个关键因素的影响： 工作环境和施加的工作电压。 让我们先谈谈环境。 在评估给定应用的爬电距离和 电气间隙要求时，必须考虑 隔离器的工作环境，特别是 环境污染等级和海拔高度。 为什么？ 根据 IEC60664-1，这两个因素 直接影响最小爬电距离 和电气间隙要求。 在存在烟雾、金属微粒、 海盐喷雾或其他污染物的 严重污染环境中持续运行 隔离器，污染等级则会较高。 这些环境的一些隔离器示例 可能包括用于太阳能、风能或电子计量的 隔离器。 这是因为高度污染的环境 可能导致封装表面退化， 从而在隔离器上形成导电路径。 这种现象称为“漏电起痕”； 为了最大限度降低影响， 可以选择爬电距离较大的隔离器 或相对漏电起痕指数 (CTI) 较高的 隔离器。 CTI 指数较高的材料对导电路径具有更强的抑制力， 这是因为这类材料使用了更高质量的封装模化合物， 在给定的爬电距离和工作电压下，此类化合物 属于编号较低的材料组。 给定器件的 CTI可在数据表中找到， 并会在规格部分明确指定。 最小爬电距离表显示了爬电距离的 要求，具体值取决于工作电压、 污染等级以及用于增强隔离的 隔离器封装模塑化合物的材料组。 根据 IEC60664-1，对爬电距离的要求 随着工作电压和污染等级的增加而增加。 但是，通过选择具有较高 CTI 的 较低材料组，可以降低 爬电距离要求。 新型隔离器使用最优质的模塑化合物， 属于 CTI 材料组 1，并采用多种封装。 这些隔离器可用于高海拔设计 并能承受更高的污染等级，无需 在 PCB 制造中采取额外的步骤。 表 1 显示了两者之间关系的要求 - 表 1 显示了爬电距离的 要求，具体值取决于工作电压、 污染级别以及用于 增强隔离的隔离器封装模塑化合物的 材料组。 除了污染级别、工作电压和材料组外， 还必须考虑其他海拔高度 因素。 在海拔 2,000 至5,000 米的高海拔位置， 气压明显较低。 因此，峰值过电压，例如电涌 或临时过电压，很容易 在隔离器引脚之间引起电弧。 在高海拔位置运行的器件 要求插针之间有更大的间距。 表 2 显示了一些乘积因子， 根据 IEC60664-1，在更高海拔高度 必须按此因子增加电气间隙，从而防止电弧。 例如，如果使用的工作电压为 800V RMS，污染等级为 2， 材料组为 1，则根据 IEC 规范， 最小爬电距离要求为 8 毫米。 如果同一应用处于海拔 5,000 米的位置，则最小爬电距离 将按照 1.48 倍的因子增加。 传统上采用的是 在印刷电路板上沉积绝缘聚合物 或其他材料的保形涂覆或 灌封技术来降低隔离器 周围的污染等级。 这样可以降低对爬电距离和电气间隙的要求。 但是，这些方法会增加成本，降低可靠性， 还需要在 PCB 制造中执行额外的检查步骤。 采用高质量模塑化合物制造而成的 宽体隔离器无需保形涂覆或灌封， 因此可以简化PCB 设计并提高 制造可靠性。 总而言之，在计算所需的 爬电距离和电气间隙时，应考虑的一般因素 包括： 第一，了解绝缘类别。 需要的是增强型隔离还是基本隔离？ 第二，了解具体应用所需的 绝缘工作电压。 第三，确定工作环境的污染等级， 即 1 到 4。 第四，确定具体应用中 工作环境的最高指定海拔。 第五，了解所使用的 数字隔离器的材料组， 通过制造商的数据表可以了解这一信息。 最后，第六，对于具体终端设备， 确定所有必要的特殊系统注意事项。 以上就是我们对“数字隔离基础”系列的 爬电距离和电气间隙的概述。 感谢观看，请参加测验。