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揭密开关电源中的绝缘设计

电流流过人体会引起人体的生理反应,反应的强烈程度取决于电流的大小、持续时间、通过人体的路径等。一般只需要0.5mA的电流,就能对健康的人体产生影响,并且可能造成间接性危害。更大的电流可能会对人体造成直接伤害,如烧伤或心室的纤维性颤动。

一般而言,在干燥的情况下,小于40V峰值或60V直流的电压,通常可视为没有危险性的电压。但是,对使用时必须触碰的或者是需要用手操作的裸露零件等都应该接到保护地或者是将其妥善地处理。

为了防止人体(操作人员或者维修人员)受到电击,需要在开关电源设计中,遵守相关行业安规设计标准,如IEC60950,国标G4943等;在这些标准中,对开关电源的不同位置的做了绝缘要求,来保证操作人员的安全。

二 绝缘类别

功能绝缘(Functional Insulation):功能绝缘的目的,只在维持产品能够正常操作,并不具备任何安全上的功能。此类绝缘通常使用于同一线路中的两导体之间,即没有安全隔离要求的部分。例如PWB上的绿油,电解电容的塑胶外壳都是功能绝缘。

基本绝缘(Basic Insulation):基本绝缘的目的在于为防电击提供一个基本的保护,以避免触电的危险,不过此类绝缘只能保证正常状态下的安全,却无法保障有瞬变电压出现时安全,换言之,当瞬变电压发生时,基本绝缘便会有崩溃的可能。

补充绝缘(Supplementary Insulation):在基本绝缘以外,再附加的绝缘,目的是当基本绝缘失效时,提供另一层的绝缘功能。一般来说,对补充绝缘的要求和基本绝缘是一样的,因此两者之间的角色是可以互换的。例如一条电缆有两层的绝缘,我们可以说内层是基本绝缘,外层是补充绝缘,而反过来说也是可以的。

开关电源

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