架空の「公平な明日」についてのメモを読んだ後、成長し、探究し、成長している若いエンジニアの心は、正義の怒りに燃え、片方の手ではんだごてを胸に押し付け、もう片方を摩耗した半導体参考書の束で形成された集合聖書に置くべきです製品は、誠実に、暖かく、涙ながらに厳しく厳しくすべてを誓います。 しかし、それはどうですか？ 「電気の安全性の基本」に関する次の記事は、このような若い人を対象にしていますが、ガイドではないので確実に説明するには、明確化、明確化、さらには修正が必要です。



この記事はガイド記事のふりをするものではありませんが、非常に慎重に、伝統的な専門家のデフォルトのパントリーへの扉を開くために、ほんの少しだけ（混乱した心の革命的な火が乾燥した厳しい現実と矛盾して失望しないように）呼び出されます。

ボルト・ボルト・ストライフ

電流は質的に異なります。 少なくとも区別する：直流、交流、パルス電流。 定量的には、電流は、少なくとも、アンペアで測定される力と、ボルトで測定される電圧によって特徴付けられます。 「数ボルト」などの表現に遭遇した場合、どの特定のボルトをネゴシエート（ネゴシエート）する必要が常にありますか？ つまり、コンテキストから常に明確または明示的に読み取られるわけではないため、正確な値（ピーク、演技、その他）が意味するものです。 この分野のいくつかの現在の伝統を以下に示します。



VAC、Vac、Va.c。 -これは、工業周波数（50または60 Hz）の交流の実際の値です（純粋な正弦波信号の場合、rms値に相当します）[電圧]。



VDC、Vdc、Vd.c -[電圧]定電流（整流電流）の値の平均（通常はサージなし）。



V〜、Vrms-これは、任意の周波数の交流の平均二乗値[電圧]です。



Vpeak、Vp、Vp-o-これは、あらゆる種類の（電圧、定数、可変、インパルス）の[電圧]の振幅（ピーク）値であり、任意の平均値（通常、交流の場合はゼロ）から（値）を取得します。



Vp-p-これはピークツーピーク振幅（電圧）振幅です（原則として、平均値から取られます）。



V =、Vavg、Vo-（原則として、平均化、平滑化）直流（整流）電流の値[電圧]を示します。



このような「コンテキストに依存しない」値の表現により、量（特性）は、読者の注意の焦点を奪うことなく、その場で即座に話すことができます。 このため、たとえばU = 230 Vac、Umin = 20 Vrms @ 300 kHz、Umax = 46 Vpなどの一般的な表現（特性、条件）は、最初はコンパクトに見えます（「即時配置」）。第二に、彼らは自分自身の本質をより広く（「自分自身のために」）明らかにする。



残念ながら、ロシア語のアプローチはそのような簡潔さと明確さを提供しません。「交流」と「直流」の基本概念でさえ、同じ略語「p。 t。」、およびGOST IEC 60950-1にある「71 Vピーク値」および「63 kV rms値」という形式の表現でさえ、対応する「71 Vピーク」および「63 kV rms "英語のオリジナル。 したがって、さらに混乱を避けるために、使用されるのは測定単位の意味の「英語版」です。

IEC 60950-1

刊行物IEC 60950-1は、（定義上）特定のタイプ（タイプ）の機器に対する要件を確立しない、「歴史的慣性」と呼ばれるいわゆる「水平」安全基準を参照しています。 このような要件は、原則として、そのようなタイプ（タイプ）の機器を担当する垂直標準（特定の要件）、またはこのタイプ（タイプ）の機器に状態（または国際）標準がない場合は技術仕様（仕様）によって確立されます。



たとえば、IEEE 802.3では、IEC 60950-1に従ってイーサネットポートが1.5 kV AC（耐電圧1500 VAC）のレベルで基本的な絶縁を必要とする要件を確立しているため、必要な（「垂直」、入力）動作を決定します。エアギャップや沿面距離などの十分な（「水平」、出力）設計特性（要件）で、基準（「呼び出された」）水平標準が「参照解除」（明らかに、補足、洗練）する特性。



IEC 60950-1は「単一故障」モデルに基づいています。これは、故障（製品の任意の部分）があると、製品全体が動作不能になることを意味します。 言い換えれば、すべてが製品で良い*（すべてがすべてで良い（単一の拒否がない）場合、および製品で（より注意深く）すべてが良い（！）悪い場合**、少なくとも何かがある場合）良くない。 はい、IEC 60950-1はフォールトトレラントシステムを考慮しません（決して意味しません）。



上記の脚注の下で、次のコメントを付けることができます。問題の標準は、「すべて順調」な状態（*）の製品のみを扱う人の安全を確保することを目的としています。 すでに逆状態（**）にある製品、またはまだ直接遷移（故障時の劣化）状態にある製品を扱うときの安全性は、規格の範囲（規制）に含まれていません。



電気絶縁の安全性に関して、徹底的に確立された外部要件（付録G）に基づく構造特性の決定とともに、IEC 60950-1は（不完全な外部要件の場合）対応するピーク作業の計算（またはプロトタイプでの測定）に基づく分析方法によるそのような特性の決定を許可しますストレス。 ただし、このような分析は、「すべてが正常である」という仮定からも進行することを覚えておく価値があります。



たとえば、USB-RS485コンバーターが接続されているPCには、一次回路[危険なAC電圧の電源]に接続された電源ユニット（ノード）があり、動作電圧を分析するときに、それも示されません（まったく可能です） ）指定されたインターフェース間のガルバニック絶縁の必要性。「すべてが正常」状態では、対応する二次回路が実際にまたは同等に「アース」（保護接地）に引き寄せられていると見なされるためです。 ここでのこのような分離は、外部の要件にすぎません。



上記の分析方法に関しては、（特に）可能な結果が製品の特定の設計（回路図、トレース図）の特性に影響されることを追加する価値があります（そのため、測定を行うことができる少なくともプロトタイプが存在します）。 このプロセス全体を包括的に理解するには、標準自体のテキストを直接参照することをお勧めします。 だから何を読むのですか？



英語の元のIEC 60950-1（およびUL 60950-1、EN 60950-1などの同じ言語のレプリカ）は、最初は多少軽薄に設定されています（常に正確に、どこでも技術的に正確で、明確に解釈され、徹底的に定義されていません）それ自体の相互参照の数。 一般に、これは読みやすさからはほど遠いものであり、安いものからはほど遠い（オリジナルはIECによって文書あたり約1,000ユーロの価格で販売されている）。 一方、オリジナルはオリジナルです。



ロシア語翻訳GOST IEC 60950-1は、元の「同一の翻訳」（IDT）を取得するために開発されたもので、平均で対応しますが、翻訳にさまざまな程度の失礼なエラーが存在するため、ソーステキスト全体を送信しません。 オリジナルに従属する規制であると同時に、品質がオリジナルよりも敏感に劣る。 いずれの場合でも、初めてトピックに精通することをお勧めします。



「ポノマリック」スタイルで構成されたロシア語の翻訳と比較して、原文は視覚そのものにとってはるかに便利であり、テキスト自体の「うるさいサーフィン」は言うまでもありません。 （たまたま今日は科学技術に翻弄されているのは英語であるため、すべてのエンジニアは現在、技術文献を読むレベルでそれを知ることが義務付けられています。）オリジナルは、議論中の主題に専門的（または他の工学的）関心があるすべての人による研究のために強く推奨されています。





（GOSTの「引用」を参照してください。 ）

「共通ストレス」と「分離レベル」

電化製品を開発する場合、設計者は原則として、電気的影響の2つのカテゴリを扱います。電気的影響は、そのようなデバイスの特性（影響）（可能性がある）です。 これらの2つのカテゴリは、以降、条件付きでそれぞれ「共通ストレス」および「絶縁レベル」と呼ばれ、以下のように定義されます。



「共通電圧」-それに対応する信号が、原則として無制限の時間、電源が入った（オンになっており、正常に動作している）デバイスに存在することを意味します。 （電源信号の場合、デバイスには同じ信号から電力が供給されます。）



「絶縁レベル」- テスト電圧 （通常は「公称電圧」の数倍）および暴露時間 [デバイスへのテスト電圧]（通常は数十秒、標準値は1分）、およびテスト電圧によって特徴付けられます通電されていない（！）状態のデバイスにのみ適用されます。



デバイスのさまざまな電気回路の組み合わせでは、「公称電圧」、「絶縁レベル」、「公称電圧」、および「絶縁レベル」のみを設定できます[関連要件]、どちらも設定できません。 「関連する要件によって確立される」「共通のストレス」と「絶縁レベル」の値自体は、量的および質的に変化する可能性があります。



たとえば、2つのプライマリ入力電源（L、N）、2つのセカンダリ出力電源（VCC、GND）、1つの保護接地（PE）の5つの電気回路を持つ[仮想]「ラップトップ」電源ユニットの場合、断熱材の場合、関連する特性は次のように設定できます。



（a）回路LとN間の「共通電圧」-（100〜240）VAC。 VCCとGND回路間-（4,5 ... 5,0）VDC; チェーンの他の組み合わせ間-インストールされていない;



（b）PE回路とL、N回路間の短絡分離レベル-1.5 kVAC @ 60秒。 PE回路とVCCの間、GND回路同士が短絡-0.5 kVAC @ 60秒。 回路L、Nが互いに短絡し、VCC、GND回路が互いに短絡-4 kVAC @ 60秒。 他の回路の組み合わせ間-インストールされていません。



また、異なるタイプの電流の影響に関して、「分離レベル」（ただし、「共通電圧」と同程度）が同時に行われることも珍しくありません。 たとえば、交流の5 VACの要件は、それぞれ直流とパルス電流の8 VDCと8 Vpeakの要件で補うことができ、そのような効果に耐えるデバイスは、対応する「星」（GOST 23217による記号C-2）で授与（マーク）されます。 [最初の3] KDPVで。



「共通ストレス」や「絶縁レベル」など、デバイスに必要な一連の特性に基づいて、開発者はエアギャップなどの依存設計特性を決定します（受け入れられた方法に従って計算され、テスト中に実験的に選択され、実際の使用で指定されます） [空気]クリアランス）および沿面距離。この順序は、IEC 60950-1、IEC 60065、IEC 62368-1、GOST R 53429、および既に述べた他の規格、および（開発者による） ）eを選択 要素ベース。 後者について詳しく見ていきましょう。



小規模生産であっても、予想される出力で計算された使用済み（購入済み、カスタムメイド）無線製品のリストには、対応する製品の数量が数万個未満の命名項目を含めるべきではないことに同意する場合、[おそらく、ロシア連邦の企業の大部分は、 [のみ]一時的な制作。



そのような状況では、原則として、開発者は「経済的に正当化される」「必要なものを手に入れる」能力を持たず、市場で入手可能なコンポーネントを使用します。つまり、「その[完成]」のみを使用します。購入した製品を使用するための技術的条件で定められたものよりも低いデバイス特性の場合、および購入した製品を使用するための技術的条件を超えるデバイス特性の場合のリスクを受け入れます。



光学、容量、誘導-電気信号のガルバニック絶縁の一般的な方法のうち、後者の場合にのみ、これに必要なコンポーネント-巻線製品（変圧器）-は、高電圧コンデンサ用の片手で、非直列の方法で、（許容できる、満足できる品質で）作ることができます半導体光学系では、量産技術ラインを使用することはできなくなりました。

PCBカットアウト

プリント回路基板の導電性部品間の沿面距離を増やすには、それらの間の材料を切り取ることはかなり一般的な方法であり、多くの場合（もちろん、すべてではない）多くの場合、厳密に調べると、技術的によりも人を励ます結果が得られます保証。



これは、原則として、プリント基板が電気的に「満杯」、「貴重」、「動作」などであり、それ自体ではなく、設置された電気および無線製品（電子部品）のみであるため、電気特性を含む空隙と沿面距離は、体積と総計で考慮（分析、テスト）する必要があります。



これらのケースの一部を以下に示します。





ケース（1）、名目（通常、初期、時間と動作の影響を考慮しない）状態でも、ボードのカットアウトはほとんどまたはまったく何も与えません。





ケース（2）、名目上および時間と動作条件の両方で、カットアウト自体が（「周囲の」配線要素を考慮せずに）改善できるだけでなく、製品の特性を悪化させる場合があります。





ケース（3）は、カットアウトの重要性を示していますが、それ自体ではなく、保護コーティング（フィラー）や補助部品（バリア）などの他の構造要素との組み合わせで重要です。



プリント回路基板の切り欠きは、製品の電気的安全性とは関係のない他の目的でも作られていることに注意してください。たとえば、切り欠きは、製品の一般的な設計でプリント回路基板を取り付けるときに発生する機械的ストレスを緩和できます。 一方、カットアウトの目的は、長期的な場合を除いて、どのような観点でもあまり明確ではない場合があります。たとえば、テスト中および（または）長期の動作中に、プリント回路基板自体の絶縁体（ベース）が湿気や[毎日、季節ごとに破壊される場合、その他の周期的]熱サイクリング（加熱冷却）。





ケース（4）、間に高電位の2つの電極があるが、プリント回路基板がカットアウトなしで指定された期間を提供するという確実性（計算、実験、動作）がない場合

結論の代わりに

P. S.「オレグ・アルタモノフとは厳密に正しい」というトピックについて別個のメモを書かないために、彼の2番目、特に最初の記事の一般的なメッセージは真実であり、悲しいことに非常に話題的であると言います。 まあ、実用的な詳細については、このメモがすべてではなく、必ずしもそう簡単ではないことを示したことを願っています。



（しかし、GOST IEC 60950-1よりも売り手の敵は、GOST IEC 62850「教育機関の子供が使用するための機器の一般要件」を教える方がはるかに優れています。まあ、これは私見です。）



P.P.S. IEC 60950-1はまもなく（2019年に）キャンセルされ、新しい拡張IEC 62368-1に置き換えられることが約束されていました。 。 そして、そこを見ると、GOSTが追いつきます。