一、电气间隙和爬电距离

在高压PCB设计中，也就是开关电源PCB设计中要注意电气间隙和爬电距离，间距不够会引起漏电。

通用标准（不同行业有区别，如灯具，电动车等），需要过认证的产品：按照标准查表设计

GB4943.1对应EC60950.1(IEC62368-1)

GB/T16935.1-2008对应IEC60664.1

IPC-2221

 

电气间隙和爬电距离在PCB的设计中，影响电气性能，安全和可靠性
电气间隙和爬电距离跟电压，绝缘材料（介电常数，耐电弧性能），温湿度，污染，海拔有关。

 

电气间隙间距不足解决方案

1通过绝缘材料并且在可能的情况下通过双侧组装实现间隔；

2高低电压隔离，顶部放置高电压，底部放置低电压。

爬电距离间距不足的解决方案

a图表示平坦表面，爬电距离是在节点之间PCB表面上测量；

b图表示V形槽可以增加节点之间的表面距离，增加的长度仅沿着凹槽测量其减小到1mm宽度的点；

c图表示矩形凹槽，可以进一步增加表面距离，但是宽度必须为1mm或更大，加工成本更贵；

d图表示在PCB上直接开槽，大于1mm宽度的槽们可以藏家表面距离，简单实用。

电子元器件及PCB电气隔离距离参考
 

变压器内部的电气隔离距离参考

变压器内部的电气隔离距离是指变压器两边的挡墙宽度的总和，如果变压器挡墙的宽度为3mm，那么变压器的电气隔离距离值为6mm（两边的挡墙宽度相同）。如果变压器没有挡墙，那么变压器的隔离距离就等于所用胶纸的厚度。另外，对于AC-DC 电源，变压器初、次间绕组应用三层胶纸隔离，DC-DC 电源，可只用二层胶纸隔离。

下列数值未包括裕量：

注：变压器的引脚如果没有套上绝缘套管，那么在引脚处的隔离距离可能也仅为胶纸加挡墙的厚度，所以变压器的引脚需要套上绝缘套管且套管要穿过挡墙。



 

保险丝前面L、N线之间的电气间隙=2.0mm。

保险丝后面L、N线之间的电气间隙=1.5mm。

 

220V电气间隙和爬电距离 结论

电气间隙>2mm

爬电距离>2.5mm

如果遇到无法满足爬电间距的地方，开>1mm槽满足设计需求，防止漏电。

 

二、电气间隙和爬电距离查表

参考IEC 62368-1-2018

查表三部曲

①最小爬电距离确认，基本绝缘和加强绝缘，污染等级选择2,材料等级选择IIIa和IIIb，如果是220V电源，工作电压选择250V，这样选择的爬电距离就是2.5mm，这里的2.5mm是基本绝缘，加强绝缘等于2倍的基本绝缘，是5mm。

参考IEC 62368-1-2018

②查出瞬态电压，选择过电压等级II,选在300V

 

参考IEC 62368-1-2018

③根据瞬态电压，查询电气间隙，基于绝缘的电气间隙为1.5mm，加强绝缘的电气间隙为3mm。

参考IEC 62368-1-2018

实例说明

结论 （输入<250V）

1变压器前，L与N,保险丝前后电气间隙2mm＋0.2mm（误差），爬电距离2.5mm+0.2mm（误差）。

2变压器初次级间电气间隙4.6mm，爬电距离6.4mm。（爬电距离不够，开>1mm宽度的槽）。
 

三、基于GB4943工作电压查询和海拔计算爬电距离和电气间隙

参考IEC 60950 & GB4943

参考IEC 62368

查表方法

选择瞬态电压2500Vc，工作电压选择420V。查表所示，F1.5功能绝缘1.5mm，B/S基本绝缘2.0mm，R加强绝缘4.0mm
 

 

如果电压超过420V但小于493V,则变压器初次级电压（加强绝缘）在4.0mm（R4.0）的基础上+0.2mm。

查表所得的电气间隙对应的海拔高度为2000m，5000m海拔的高度的电气间隙乘以1.5，海拔高度会影响电气间隙的距离，不会影响爬电距离。对于IEC62368标准，工作电压不会影响电气间隙，会影响爬电距离。总结：做安规认证时，设计要参考认证标准!!!

参考 GB4943

250V最小的爬电距离2.5mm，爬电距离永远都 ≥ 电气间隙,当查表所算出来的爬电距离小于电气间隙的时候，安规距离取最大值。

 

参考 GB4943

	IEC60950	EC62368
L对周边	爬电距离2.5mm 电气间隙1.5mm	爬电距离2.5mm 电气间隙1.5mm
变压器初次级之间	爬电距离5mm 电气间隙4mm	爬电距离5mm 电气间隙3mm

1.上面的距离都是安规标准要求的最小距离，适当增加余量。

2.上面的距离都是基于海拔2000m的安规距离要求，5000海拔系数x1.5倍。

3.工作电压超出响应要求，超标获取安规距离。

mark：保险丝两端，接线端子两个引脚，也要考虑爬电距离和电气间隙。