±3.3V、5V和12V等非危險直流電壓電路一般是用戶可觸摸的
，必須與高於 30Vrms/42.4Vpeak/60Vdc（30V有效值/42.4V峰值/60V直流）的危險電壓隔離開來，防止用戶受到危險電壓的傷害！安全隔離是指不可觸摸的危險電路(高於30Vrms/42.4Vpeak/60Vdc)與用戶可觸摸的電路(不高於30Vrms/42.4Vpeak/60Vdc)之間的隔離。安全隔離有多個等級：基本型、雙層型和增強型。危險電壓和用戶可接觸電路之間要求增強型絕緣。

隔離器件是可以提供安全隔離(絕緣)的集成電路半導體器件(IC)。它們的功能是使信號通過各種介質(包括光、磁(電感)和電容(電荷))wanchengcongchujiouhedaocijidianludechuanshu。geliqijianbeirenweishianquanguanjianxingqijian，xuyaojiayizhuanmenkaolv
，quebaotamenmanzuxiangguandeanquanxingbiaozhun
，nenggouzaichanpinzhonganquandishiyong。

本文的目的是突出危險電壓應用中使用的隔離器的標準、絕緣、測試和等級。隔離器在這些應用中用作安全隔離器件。本文覆蓋的重要的隔離器參數包括：

器件標準(IEC 60747-5-5, VDE 0884-101, UL 1577)

增強型絕緣(測試與間距)

工作電壓，VIORM (供電電壓)
；例如,150-600Vac (210-840Vpeak)

隔離電壓，VIOTM (測試電壓)； 例如, 2500-5000Vac

VDE和UL證書(國際和北美)

IEC 60747-17 (VDE 0884-11)，未來將替代數字隔離器標準VDE 0884-10

隔離器技術

目前在用的有三種隔離器技術：

光——在透明的非導電絕緣層中用(LED)光進行信號傳輸。優點是高電氣隔離度。使用的是有機矽聚合物絕緣材料。

磁——使用變壓器線圈設計的感應性耦合傳輸

，可提供高頻信號的高度隔離。使用的是聚酰亞胺或二氧化矽絕緣材料。

電容——通過電容的方法使用變化的磁場傳輸能量。具有高速度和相對小封裝的特性。使用的是二氧化矽絕緣材料。

光guang學xue隔ge離li器qi，也ye稱cheng光guang耦ou

，采cai用yong不bu透tou明ming的de有you機ji矽gui聚ju合he物wu作zuo為wei內nei部bu絕jue緣yuan材cai料liao。光guang耦ou具ju有you較jiao大da的de尺chi寸cun，在zai使shi用yong薄bo膜mo阻zu隔ge層ceng時shi可ke以yi提ti供gong很hen高gao的de隔ge離li度du。更geng新xin一yi代dai的de數shu字zi隔ge離li器qi——磁和電容隔離器在性能
、尺寸和功效方麵具有很大的優勢。數字隔離器使用聚酰亞胺/二氧化矽作為絕緣材料。光學隔離器基本上依靠厚度實現內部間隔，而數字隔離器的絕緣層不到千分之一英寸，依賴的是安全性測試(圖1)。

產品與器件標準

理解產品與器件標準之間的區別很重要，這些產品和器件安全標準具有不同的範圍
、測試和要求。

產品就是隨時會用到的設備。針對產品(設備)的安全標準例子有：針對信息技術設備的IEC 60950-1，針對測量設備的IEC 61010-1，針對醫療設備的IEC 60601-1。產品需要承受一分鍾的隔離測試電壓，這也被稱為電介質耐受度、高電位或高壓測試。隔離器不能連續工作在隔離(測試)電(dian)壓(ya)下(xia)。產(chan)品(pin)標(biao)準(zhun)也(ye)允(yun)許(xu)局(ju)部(bu)放(fang)電(dian)，但(dan)這(zhe)種(zhong)局(ju)部(bu)放(fang)電(dian)可(ke)能(neng)會(hui)因(yin)為(wei)絕(jue)緣(yuan)介(jie)質(zhi)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)小(xiao)氣(qi)泡(pao)或(huo)雜(za)質(zhi)而(er)降(jiang)低(di)絕(jue)緣(yuan)層(ceng)性(xing)能(neng)。產(chan)品(pin)標(biao)準(zhun)不(bu)包(bao)含(han)對(dui)隔(ge)離(li)器(qi)件(jian)絕(jue)緣(yuan)層(ceng)施(shi)加(jia)完(wan)全(quan)應(ying)力(li)的(de)測(ce)試(shi)。

注：產品標準在隔離性能方麵主要關心的是電介質耐受測試電壓。這是一種時長一分鍾的短暫測試，測試電壓一般是2500-5000Vac。產品不能連續工作在測試電壓下。不要認為額定隔離電壓2500Vac的隔離器可以工作在2500Vac這個電壓。

器件是裝配進(內置於)產品中的電氣/電子元件。相關的隔離器件安全標準有：針對光學隔離器的IEC 60747-5-5、針對數字隔離器的VDE 0884-10和針對光學/數字隔離器的UL 1577。與yu產chan品pin標biao準zhun相xiang比bi，器qi件jian標biao準zhun具ju有you不bu同tong的de通tong常chang嚴yan格ge得de多duo的de安an全quan要yao求qiu和he測ce試shi。隔ge離li器qi件jian標biao準zhun要yao求qiu做zuo局ju部bu放fang電dian測ce試shi，用yong於yu檢jian查zha隔ge離li器qi的de內nei部bu絕jue緣yuan層ceng是shi否fou會hui被bei擊ji穿chuan。局ju部bu放fang電dian是shi一yi種zhongIEC/VDEgeliqijianceshi，keyiyonglaijiancesuizheshijiandetuiyikenenghuichuxiandeweixiaoquexian。yugeliceshidianyaxiangbi，jubufangdianceshishiyizhonggenghaodegeliqineibujueyuanjiezhiceshifangfa。

注：工作電壓VIORM在IEC 60747-5-5 (光學)和VDE 0884-10 (數字)標準中有規定。工作電壓是在正常工作時可以連續施加到隔離器上的電壓。額定工作電壓平均值在150-500Vac之間。隔離器的工作電壓必須與產品工作時的供電電壓一樣高。

在標準可以實施之前
，器件和產品必須在安全標準的範圍之內。如表1所示，隔離器是不在產品標準範圍之內的器件。因此產品標準不適用於隔離器。

與標準有關的另外一個問題是，器件標準在歐洲/國際(IEC/VDE)和北美(UL)之間是不等效的
，這意味著隔離器需要同時滿足IEC/VDE和UL器件標準。

警告：在安全評估和測試時一定要使用正確的隔離器件標準。隔離器也需要同時滿足IEC/VDE和UL器件標準，國際標準有IEC、VDE和CE
，北美標準是UL。隔離器件安全標準有：IEC 60747-5-5, VDE 0884-10, UL 1577。

間距-電氣間隙，爬電距離
，基本型，增強型

除了測試外，為了保護用戶
，安全標準要求將特殊電路分隔開來。這就形成了危險電壓和非危險的可觸摸電路之間的間隔距離。基本型
、雙shuang層ceng型xing和he增zeng強qiang型xing是shi安an全quan隔ge離li等deng級ji。基ji本ben型xing就jiu一yi層ceng，雙shuang層ceng型xing是shi兩liang層ceng。增zeng強qiang型xing是shi單dan個ge絕jue緣yuan係xi統tong，等deng效xiao於yu雙shuang層ceng型xing。即ji使shi在zai絕jue緣yuan層ceng中zhong出chu現xian了le單dan個ge錯cuo誤wu或huo故gu障zhang，產chan品pin和he器qi件jian也ye必bi須xu保bao持chi安an全quan。一yi般ban認ren為wei在zai一yi個ge絕jue緣yuan層ceng中zhong可ke能neng發fa生sheng單dan一yi故gu障zhang。當dang第di一yi層ceng(基層)fashengdanyiguzhangshi
，yaoqiuzengqiangxingjueyuanlaibaohuyonghu。huanjuhuashuo
，ruguoguzhangfashengzaijibengelicengzhong，diergegelicengrengyaonengbaohuyonghu。jibenxinggelibuzuyibaohuchanpinyonghu。zengqiangxingjueyuankeyijiejuezhezhongdanyiguzhangwenti。

注：安全標準要求采取增強型絕緣措施來保護產品用戶
，防止他們受到危險電壓(>30Vrms/42.4Vpeak/60Vdc)的傷害。

在電氣間隙和爬電距離標準中，外部間距是從輸入到輸出的測量結果(圖2)。電氣間隙是兩個電路之間經過空氣的最短距離。爬電距離是電路表麵上的最短距離。隔離器的外部輸入至輸出(AC至DC)電路間距需要滿足產品標準的距離

，依據是產品的供電電壓。IEC 60950-1是描述間距要求的主要標準。舉例來說
，一個250Vac產品中使用的隔離器具有4.0/3.0mm電氣間隙距離和6.0mm的爬電距離(表2)。

內部間距是經過絕緣介質的距離

，對光學隔離器來說一般是100-400 μm厚。另一方麵，數字隔離器的內部間距是通過測試驗證的，不是厚度
，因為它的絕緣層厚度非常薄
，一般隻有7-32μm (圖1)。

VDE/UL證zheng書shu或huo製zhi造zao商shang規gui範fan通tong常chang提ti供gong隔ge離li器qi的de外wai部bu間jian距ju值zhi。出chu於yu驗yan證zheng的de目mu的de
，也ye可ke以yi簡jian單dan地di測ce量liang隔ge離li器qi樣yang品pin上shang的de間jian距ju。有you關guan間jian距ju的de更geng多duo信xin息xi，請qing參can考kao相xiang關guan的de產chan品pin安an全quan標biao準zhun。

規範和證書

在zai為wei一yi個ge產chan品pin設she計ji選xuan擇ze隔ge離li器qi之zhi前qian知zhi道dao要yao看kan什shen麼me很hen重zhong要yao。隔ge離li器qi規gui範fan可ke能neng會hui令ling人ren困kun惑huo，因yin為wei它ta可ke能neng不bu提ti供gong全quan部bu的de信xin息xi。當dang規gui範fan應ying該gai強qiang調tiao隔ge離li工gong作zuo電dian壓ya(如150- 600 Vac)和器件標準(IEC 60747-5-5)時，有時卻隻提供隔離測試電壓(如2-500--5-000 Vac)和產品標準(IEC 60950-1等)。另ling外wai一yi個ge問wen題ti是shi
，規gui範fan可ke能neng根gen據ju產chan品pin標biao準zhun說shuo是shi增zeng強qiang型xing的de，而er實shi際ji上shang根gen據ju器qi件jian標biao準zhun隔ge離li器qi隻zhi是shi基ji本ben型xing的de。記ji住zhu，產chan品pin標biao準zhun和he基ji本ben型xing隔ge離li不bu足zu以yi保bao證zheng安an全quan。

一定要確認隔離器擁有VDE和UL證書。你可以在VDE和ULzhengshumuluzhongjianzhageliqishifouyoubiyaodezhengshu。raner

，yixieanquandengjizaimuluzhongkenengjianbudao。quebaogeliqimanzuanquanguizedezuihaotujingshiconggeliqizhizaoshangnabianhuodeyifenVDE和UL證書複印件。如果證書沒有顯示你需要的信息，你還可以申請VDE/UL報告。

警告：重點關注隔離器的安全等級和證書。注意規範是否突出了產品標準或隔離電壓。規範應該清晰地表明器件標準、工作電壓和增強型絕緣。獲取VDE和UL證書作為符合安全性的憑證。

本文小結

在選擇隔離器並用於產品設計之前，驗證用於評估和認證隔離器的標準

、測試和等級很重要。滿足所有隔離器件安全規則有助於確保最終產品滿足國際和北美安全要求(IEC, VDE, UL, CE等)。產品標準，比如IEC 60950-1或類似的
，不足以滿足隔離器件的安全要求。確保適用的器件標準IEC 60747-5-5
、VDE 0884-10和UL 1577已被用於保護產品用戶，避免代價高昂的產品重新設計。來源：電子技術設計。




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