根据IEC 60950标准,隔离系统的最大工作电压取决于多个参数,包括爬电距离、 污染 等级和材料类别。污染等级是衡量表面污染的指标,由系统设定,典型值为2,但爬电距离和材料类别则取决于 数字隔离器 和 光耦 合器等隔离元件所用的材料。表1来自IEC 60950,显示了这些参数之间的关系。
要在设计污染等级为2的系统中实现400 V rms工作电压, 隔离器 需要4 mm的爬电距离,并且使用III组材料以达到基本绝缘。若要实现增强绝缘,爬电距离需加倍,达到8 mm。为方便起见,其它工作电压可以通过线性插值法,依据爬电距离而确定(如表1所示)。
注意:对于给定的工作电压,如果能够改善材料类别,则可以降低爬电距离要求,这就使得设计人员可以使用更小的封装来节省空间,同时仍然符合IEC 60950标准。
为了确定绝缘器的材料组别,需将0.1%的氯化氨溶液涂抹于材料上,并在绝缘器两端施加一个电压,使 电流 能够流动。材料的额定工作电压为表面上未形成碳轨迹的最高电压。IEC 60112对该 测试 方法做了规定。表2显示了材料组别与C TI 电压 测量 结果的对应关系。
表1. IEC 60950的爬电距离要求(mm)
表2. 材料组别与C TI 的关系
根据IEC 60112指导原则,IIIb是默认的材料组别。Analog Devices, Inc., ( ADI ) iCoupler®产品封装材料经测试证明,C TI 超过600 V rms,符合材料组别I的要求。为简明起见,以及为了提供防护频带,ADI公司将新产品规定为材料组别II。例如,ADuM347x使用爬电距离5.1 mm、材料组别II的SSOP封装,额定最大工作电压为360 V rms,达到增强绝缘要求。如果ADuM347x被归为材料组别III,则最大工作电压仅限于250 V rms。通过测量并规定iCoupler产品的相对漏电指数(C TI ),ADI公司能够提供尺寸更小但隔离性能不受影响的隔离器。
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