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医疗应用的爬电距离要求
2022-05-05 来源: 深圳市腾恩科技有限公司
医疗安全设备的国际标准 IEC 60601 涵盖了隔离组件的电气方面,并在多个方面不同于其他标准,包括爬电距离和间隙要求以及除颤容限测试。 许多其他标准下的爬电距离要求允许爬电距离和工作电压之间的关系在规格表中列出的值之间平滑插值。 例如,如果爬电距离略低于表中的值,则可以按比例缩小工作电压,并且器件将保留其大部分工作范围。 相比之下,IEC 60601 标准明确禁止对爬电电压和工作电压进行插值。 125 V rms 工作电压需要大于 6 mm 的爬电距离,而 250 V rms 工作电压需要大于 8 mm 的绝缘爬电距离,以提供两种患者保护方式——零件也不例外。
增强型隔离器组件的常见封装是 JEDEC 标准 SOIC16-W,宽 7.4 毫米,厚 2 毫米。 沿着该封装表面的最短路径通常在末端附近,通常只有 7.6 毫米。 这比人们预期的要短,因为与大多数引线设备类似,它包括沿爬电路径的金属片,必须根据爬电距离测量规则从爬电距离中扣除。
这些金属接片是在制造中的引线形成步骤期间固定封装引线框架的系杆。这些连接条通常不连接到内部引线框架,而是在封装的每一端暴露为浮动金属。即便如此,爬电距离测量必须考虑到连杆,导致 7.6 毫米*,对于医疗应用,不能满足 8 毫米的爬电距离要求。因此,JEDEC 标准 SOIC-16W 封装只能用于最高 125 V rms 的工作电压。由于世界主要工作在 220 V rms 至 240 V rms,因此该封装不适用于世界大部分地区的医疗应用。幸运的是,有多种方法可以满足全球医疗应用的 8 mm 爬电距离要求。然而,对于特殊封装,最好将此类封装保持在接近 JEDEC 标准尺寸的范围内,以降低设计人员的成本和风险。形状奇特的包装会产生高成本,因为必须对装配线进行改造才能处理它们,而且它们会产生高风险,因为定制装配设备如果发生故障会造成单一来源瓶颈,因为它变得更难以维护或更换,从而导致生产停机。保持符合 JEDEC 标准包装允许通过使用标准工具将零件成本降至最低,并且不会在设施出现问题时将组件锁定在特定位置。 ADI 面临的挑战是制作符合 JEDEC 标准的封装。
iCoupler® 解决方案是通过扩展封装末端来改变隔离器的爬电路径。当封装从末端引脚延伸到封装的末端时,最短距离从封装的末端移动到顶部上方。这从爬电路径中移除了连接条,并允许将模塑料的整个厚度计入爬电距离。对于 JEDEC 标准宽体 SOIC,该值为 8.3 mm(最小值)。为实现这一目标,ADI 推出了一种封装,该封装使用 20 引脚 SOIC 封装的主体和 16 引脚封装的引线框架。这会将封装末端周围的距离增加 2.54 毫米至约 10 毫米,并将爬电路径更改为器件顶部的上方。由于封装尺寸与 JEDEC 标准封装相同,生产工具与新封装兼容,使成本和基础设施与当前产品保持一致。这种新封装在 IEC 60601 下的额定工作电压为 250 V rms。
一些供应商根据他们自己的不考虑拉杆的测量来指定爬电距离。 建议设计人员参考 UL、CSA、VDE、TUV 和其他认证机构测量的认证爬电距离。