目錄
1. 서론: 고전압 PCB 설계에서 이격 거리(Clearance)와 연면 거리(Creepage)가 중요한 이유
2. 전기적 고장을 방지하기 위한 이격 거리와 연면 거리의 중요성
4. 연면 거리란 무엇이며, 고전압 PCB 설계에서 왜 중요한가
5. 이격 거리 vs. 연면 거리: 차이점과 그 중요성
8. 이격 거리 및 연면 거리 산정 방법 (실제 사례 포함)
9. PCB 설계에서의 이격 거리 및 연면 거리에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)
10. 결론: 적절한 이격 거리 및 연면 거리 설계를 통한 안전 확보
서론: 고전압 PCB 설계에서 이격 거리(Clearance)와 연면 거리(Creepage)가 중요한 이유
인쇄회로기판(PCB)은 점점 더 작아지고 복잡성과 전력 밀도가 증가함에 따라, 보드 공간의 매 밀리미터가 매우 중요해졌습니다. 패드, 부품 리드, 트레이스, 비아는 공간 효율성과 전기적 무결성을 모두 보장하기 위해 정밀하게 배치되어야 합니다.
800V 전력 시스템과 같은 고전압 애플리케이션에서는 불충분한 간격으로 인한 위험이 훨씬 더 심각해집니다. 절연이 충분하지 않으면 아크 발생, 절연 파괴 또는 부품의 영구 손상이 발생할 수 있습니다. 설계자는 또한 솔더 마스크 여유, 솔더 흐름, 조립 중 보드 분리 등 제조 요구 사항도 고려해야 합니다.
이러한 이유로 이격 거리와 연면 거리는 현대 PCB 설계에서 필수적인 요소가 되었습니다. 이들은 특히 고전압, 습기 또는 표면 오염이 있는 조건에서 전기적 스트레스로 인한 고장을 방지하는 데 중요합니다. 이러한 개념을 어떻게 적용할지를 이해하는 것은 IEC 및 UL 절연 표준을 충족하는 안전하고 적합하며 신뢰성 있는 회로를 구축하는 데 기본이 됩니다.
전기적 고장을 방지하기 위한 이격 거리와 연면 거리의 중요성
아킹(방전)은 일반적으로 도체 간의 전압이 주변 공기의 유전 강도를 초과하여 공기를 이온화시키고 전도성 플라즈마 경로를 형성할 때 발생합니다. 이러한 형태의 방전은 강한 열, 가시광선 및 물리적 손상을 유발할 수 있으며, 이는 시스템 고장이나 화재로 이어질 수 있습니다. 이러한 위험은 고전압 회로에서 특히 두드러집니다.
또 다른 밀접하게 관련된 위험은 유전체 파괴입니다. 이는 절연 재료가 임계값을 초과하는 전기장에 노출될 때 발생하며, 절연 특성을 상실하게 됩니다. 그 결과, 전류가 의도하지 않은 경로를 따라 흐르게 되어 재료의 열화가 가속화되고 단락 가능성이 증가합니다.
이러한 고장을 방지하기 위해서는 실제 작동 전압, 오염 정도, 고도, 절연 유형에 따라 이격 거리와 연면 거리를 계산해야 합니다. 고전압 또는 고습 환경에서는 더 넓은 간격과 보다 견고한 절연 전략이 필요합니다. 적절한 안전 여유를 적용하고 IEC 60664-1 및 IEC 62368-1과 같은 표준을 준수함으로써 설계자는 제품의 장기적인 신뢰성, 사용자 보호 및 규제 준수를 보장할 수 있습니다.
PCB 설계에서의 이격 거리란 무엇인가?
이격 거리(Clearance Distance)란 서로 다른 전위에 있는 두 도전성 요소 사이의 공기를 통한 최단 거리를 의미합니다. 이 간격은 아크 발생 및 유전체 파괴와 같은 고전압 고장을 방지하는 1차 방어선 역할을 합니다. 이격 거리가 부족하면 전기장의 세기가 공기의 절연 능력을 초과하여 이온화가 발생하고 전도성 경로가 형성될 수 있습니다. 이로 인해 전기적 아크가 발생하고 장비 손상, 단락 또는 심할 경우 화재로 이어질 수 있습니다.
고전압 PCB 애플리케이션에서는 절연 무결성을 유지하기 위해 적절한 이격 거리 확보가 필수적입니다. 습도, 오염, 설치 고도 등은 모두 공기의 유전 강도에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 습도가 높아지면 절연 파괴 전압이 낮아져 아크 발생 가능성이 증가합니다. 마찬가지로 2000미터 이상의 고도에서는 공기가 희박해져 절연 성능이 감소합니다.
장기적인 안전성과 규제 적합성을 확보하기 위해 PCB 설계자는 IEC 60664-1 및 IEC 62368-1과 같은 표준에 따라 이격 거리를 산정해야 하며, 최악의 전압 조건, 환경 요소, 절연 요건을 모두 고려해야 합니다. 적절한 이격 거리는 전기적 고장을 방지할 뿐만 아니라 제품의 수명과 작동 안정성을 향상시킵니다.
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그림 1. 도전성 부품 간의 이격 거리 예시
연면 거리란 무엇이며, 고전압 PCB 설계에서 왜 중요한가
연면 거리(Creepage Distance)란 서로 다른 전위를 가진 두 도전성 부품 사이에서 절연 재료의 표면을 따라 측정된 최단 거리입니다. 공기를 통과하는 이격 거리(Clearance)와는 달리, 연면 거리는 절연 표면을 따라 이동하므로 오염, 먼지, 습기 또는 이물질 등에 특히 취약합니다. 이러한 표면 오염 물질은 전도성 경로를 형성하여 절연 파괴, 누설 전류, 심지어 단락을 유발할 수 있습니다.
표면 상태가 좋지 않거나 절연 재료의 품질이 낮을 경우 유전 강도가 저하되어 장기적인 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있습니다. 이 때문에 적절한 연면 거리를 결정하는 것은 고전압 및 안전이 중요한 PCB 응용 분야에서 매우 중요합니다. 필요한 연면 거리는 동작 전압, 오염 등급, 표면 트래킹 특성, 절연 재료의 비교 트래킹 지수(CTI)에 따라 달라집니다.
설계자는 IEC 60664-1 등의 국제 표준을 참조하여 연면 거리 요구사항을 산정해야 합니다. 적절한 재료를 선택하고 충분한 간격을 설계함으로써 고장 위험을 줄이고, 제품의 내구성을 향상시키며, 까다로운 환경에서도 안전 규정을 준수할 수 있습니다.
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이격 거리 vs. 연면 거리: 차이점과 그 중요성
이격 거리(Clearance)와 연면 거리(Creepage)는 PCB 및 고전압 시스템 설계에서 필수적인 두 가지 절연 기준입니다. 두 요소 모두 전기적 고장을 방지하는 것을 목표로 하지만, 각각이 대응하는 전기적 위험이 다르며 고유한 레이아웃 고려 사항이 필요합니다.
| 항목 | 이격 거리 (Clearance) | 연면 거리 (Creepage) |
|---|---|---|
| 매질 | 공기를 통한 최단 거리 | 절연 재료 표면을 따라가는 최단 경로 |
| 주요 영향 요소 | 전압, 고도, 공기 온도 및 습도 | 오염 등급, 습도, 재료의 표면 특성 |
| 설계 목적 | 공기 중 아크 및 절연 파괴 방지 | 표면 누설 및 단락 방지 |
이격 거리에 영향을 주는 주요 요소
고전압 PCB 설계에서 적절한 이격 거리를 결정하기 위해, IEC 62368-1 및 IEC 60664-1과 같은 국제 표준에서는 다음의 주요 매개변수를 평가할 것을 권장합니다:
- ．동작 전압 (Working Voltage): 정상 작동 조건에서 예상되는 최대 전압입니다. 동작 전압이 높을수록 공기 절연 파괴 및 아크를 방지하기 위해 더 큰 이격 거리가 필요합니다.
- ．과전압 등급 (Overvoltage Category, OVC): 설치 환경을 기준으로 예상되는 과도 과전압 수준을 정의합니다. OVC 등급이 높을수록 더 강한 절연 성능과 넓은 간격이 요구됩니다.
- ．오염 등급 (Pollution Degree): 먼지, 습기 등 환경 오염 수준을 반영합니다. 오염 등급이 높을수록 절연 파괴 가능성이 증가하며, 더 넓은 이격 거리가 필요합니다.
- ．절연 유형 (Type of Insulation):기본 절연, 보조 절연, 이중 절연, 강화 절연 등 절연 수준에 따라 요구되는 이격 거리 기준이 각각 다릅니다.
- ．설치 고도 (Installation Altitude): 고도가 높을수록 공기 밀도와 유전 강도가 낮아집니다. 해발 고도가 증가하면 고도 보정 계수를 적용해 이격 거리를 조정해야 합니다.
- ．과도 과전압 (Transient Overvoltage): 짧은 시간 동안 발생하는 전압 스파이크도 고려해야 하며, 이는 정상 동작 전압을 초과하여 절연을 손상시킬 수 있습니다.
1、동작 전압 (Working Voltage)
절연 설계에서 동작 전압은 정상 작동 중 절연 장벽에 지속적으로 인가되는 전압을 의미하며, 이는 PCB 레이아웃에서 요구되는 이격 거리 및 연면 거리에 직접적인 영향을 미칩니다. IEC 62368-1에 따르면, 동작 전압은 정상 조건에서 이차 회로 간의 최대 RMS 또는 DC 전압으로 정의됩니다.
- ．최대값 (Peak Value): 파형 주기 내에서 발생하는 순간적인 최고 전압
- ．실효값 (RMS Value): 장시간 동안의 발열 효과 및 절연 요건을 평가하는 데 사용되는 평균 제곱근 값
2、과전압 등급 (Overvoltage Category, OVC)
과전압 등급은 장비가 직면할 수 있는 과도 과전압(Transient Overvoltage)의 위험 수준을 분류하는 항목으로, 최소 요구 이격 거리에 직접적인 영향을 미칩니다. IEC 62368-1에서는 다음과 같이 네 가지 등급을 정의합니다:
등급이 높을수록 = 더 높은 절연 요구
그림 4. 과전압 등급에 따른 AC 전원 연결 지점 참조
| 과전압 등급 (Overvoltage Category) | 교류 전원 접속 위치에서의 장비 연결 위치 | 장비 예시 |
|---|---|---|
| IV | 전원 공급이 건물에 진입하는 지점에 연결되는 장비 | - 전력 계량기- 원격 전력 계량용 통신 장비 (통신 ITE) |
| III | 건물 배선의 일부로 통합되는 장비 | - 콘센트, 퓨즈 패널, 스위치 패널- 전력 모니터링 장비 |
| II | 건물 배선에서 전원을 공급받는 플러그형 또는 고정 설치 장비 | - 가전제품, 휴대용 전동 공구, 가정용 전자기기- 대부분의 건물 내 정보기술 장비 (ITE) |
| I | 과도 전압을 줄이기 위한 조치가 취해진 특수 전원에 연결되는 장비 | - 외부 필터나 전동 발전기를 통해 공급되는 정보기술 장비 (ITE) |
3. 오염 등급 (Pollution Degree)
오염 등급은 환경이 전도성 오염을 유발할 가능성을 분류하는 기준으로, 이격 거리와 연면 거리 요구 사항 모두에 영향을 미칩니다.
오염 등급이 높을수록 → 더 큰 안전 거리 필요.
| 등급 (Pollution Degree) | 설명 | 예시 |
|---|---|---|
| 오염 등급 1 | 오염이 없거나 건조하고 비전도성인 오염만 존재 | 밀폐형 부품(코팅된 PCB), 클린룸 |
| 오염 등급 2 | 일시적인 결로로 인해 일시적으로 전도성이 될 수 있음 | IEC 60950-1 또는 IEC 62368-1 기준의 통신 장비 인클로저실험실, 사무실 |
| 오염 등급 3 | 전도성 오염이 존재하거나비전도성 오염이 결로로 인해 전도성으로 변할 수 있음 | 산업 현장, 난방되지 않은 공장, 농업 환경 |
| 오염 등급 4 | 전도성 먼지, 비 또는 기타 습한 조건으로 인해 지속적으로 전도성이 발생 | 실외용 애플리케이션 |
4、절연 유형 (Type of Insulation)
절연 등급은 감전 및 시스템 고장으로부터 어느 정도의 보호가 필요한지를 결정합니다. 절연 유형마다 요구되는 간격 및 재료 사양이 다릅니다:
- ．기능 절연 (Functional Insulation): 장비 작동에만 필요한 절연으로, 사용자 보호 기능은 없음
- ．기본 절연 (Basic Insulation): 한 겹의 절연층으로, 단독으로는 충분하지 않음
- ．보조 절연 (Supplementary Insulation): 기본 절연을 보완하는 추가 절연층
- ．이중 절연 (Double Insulation): 기본 절연 + 보조 절연으로 구성되어 안전성 강화
- ．강화 절연 (Reinforced Insulation): 단일 절연층으로 이중 절연과 동등한 보호를 제공하며, 최소 두께 요건을 충족해야 함 (예: IEC 62368-1 기준 0.4mm 이상)
5、설치 고도 (Installation Altitude)
해발 2000미터를 초과하는 고도에서는 공기 압력이 낮아져 유전 강도가 감소하므로, 더 큰 이격 거리가 요구됩니다.
IEC 62368-1에 명시된 보정 계수를 적용하여 규정 준수를 유지해야 합니다.
| Altitude (m) |
Normal barometric pressure (kPa) |
Multiplication factor for clearances |
Multiplication factor for electric strength test voltages | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ≥0,01 mm to | ≥0,0625 mm to | ≥1 mm to | ≥10 mm to | |||
| 2000 | 80,0 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 3000 | 70,0 | 1,14 | 1,05 | 1,05 | 1,07 | 1,10 |
| 4000 | 62,0 | 1,29 | 1,10 | 1,10 | 1,15 | 1,20 |
| 5000 | 54,0 | 1,48 | 1,17 | 1,16 | 1,24 | 1,33 |
6、과도 전압 (Transient Voltage)
낙뢰나 스위칭 등에 의해 발생하는 과도 과전압은 동작 전압을 초과하여 절연 파괴를 일으킬 수 있습니다. 요구되는 이격 거리는 과전압 등급(OVC) 및 AC 전원 전압에 따라 정의된 과도 전압 수준에 맞추어야 합니다.
| 교류 전원 전압 |
과도 전압 V peak |
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
전압 RMS 값 (V r.m.s.) |
전압 피크 값 (V peak) |
I | II | III | IV |
| 50 | 71 | 330 | 500 | 800 | 1500 |
| 100 | 141 | 500 | 800 | 1500 | 2500 |
| 150 | 210 | 800 | 1500 | 2500 | 4000 |
| 300 | 420 | 1500 | 2500 | 4000 | 6000 |
| 600 | 840 | 2500 | 4000 | 6000 | 8000 |
|
Required withstand voltage V peak or d.c. |
Basic insulation or supplementary insulation (mm) |
Reinforced insulation (mm) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pollution degree 1⁽ᵃ⁾ | Pollution degree 2 | Pollution degree 3 | Pollution degree 1⁽ᵃ⁾ | Pollution degree 2 | Pollution degree 3 | |
| 330 | 0.01 | 0,2 | 0,8 | 0.02 | 0,4 | 1,5 |
| 400 | 0,02 | 0,04 | ||||
| 500 | 0,04 | 0,08 | ||||
| 600 | 0,06 | 0,12 | ||||
| 800 | 0,10 | 0,20 | ||||
| 1000 | 0,15 | 0,30 | ||||
| 1200 | 0,25 | 0,5 | ||||
| 1500 | 0,50 | 1,0 | ||||
| 2000 | 1,00 | 2,0 | ||||
| 2500 | 1,50 | 3,0 | ||||
| 3000 | 2,00 | 3,8 | ||||
| 4000 | 3,00 | 5,5 | ||||
| 5000 | 4,00 | 8,0 | ||||
표 6. 요구 내전압에 따른 최소 이격 거리
연면 거리에 영향을 주는 주요 요소
고전압 PCB 설계에서 안전성을 확보하기 위해 요구되는 연면 거리는 IEC 60664-1과 같은 국제 표준에 따라 산정되어야 하며, 다음의 다섯 가지 요소가 도전성 요소 간 최소 연면 거리 정의에 핵심적인 역할을 합니다:
1. 동작 전압 (Working Voltage):
정상 작동 시의 정격 전압은 최소 요구 연면 거리를 직접 결정합니다. 전압이 높을수록 절연 표면의 파괴 위험이 증가하므로, 더 큰 절연 거리가 필요합니다.
2. 오염 등급 (Pollution Degree):
오염 등급이 높을수록 먼지, 습기 등의 오염 환경이 심하다는 의미이며, 절연 표면에 전도성 경로가 형성될 가능성이 커집니다. 이에 따라 전기적 안전을 유지하려면 더 긴 연면 거리가 요구됩니다.
3. 절연 유형 (Type of Isolation):
기본 절연, 보조 절연, 이중 절연, 강화 절연 중 어떤 절연 등급을 적용하는지에 따라 연면 거리 기준이 달라집니다. 절연 등급이 높을수록 일반적으로 더 큰 간격이 필요합니다.
4. CTI (비교 트래킹 지수, Comparative Tracking Index):
CTI 값은 재료의 표면 트래킹 저항성을 측정하는 지표로, 값이 높을수록 전기적 스트레스에 의한 열화에 강합니다. 따라서 CTI가 높은 재료는 더 짧은 연면 거리로도 안전 기준을 만족할 수 있습니다.
5. 전압 유형 (Type of Voltage):
교류(AC), 직류(DC), 임펄스 전압 등 전압의 파형 유형도 표면 열화 특성에 영향을 줍니다. 특히 임펄스 전압은 절연 마모를 가속화할 수 있어, 연면 거리 설계에 보정이 필요합니다.
비교 트래킹 지수 (CTI, Comparative Tracking Index)
비교 트래킹 지수(CTI)는 최소 연면 거리를 산정할 때 사용하는 핵심 재료 특성입니다. 이는 절연 재료가 전기적 표면 트래킹(Tracking)에 얼마나 잘 견디는지를 측정하는 지표로, 트래킹은 절연층의 점진적인 열화 및 고장을 유발할 수 있습니다.
CTI 값이 높을수록 해당 재료는 전기적 트래킹에 대한 저항성이 우수하며, 따라서 더 짧은 연면 거리 설계가 허용됩니다. 이 특성은 특히 고전압 환경이나 오염도가 높은 환경에서 매우 중요합니다.
IEC 60664-1에 따르면, 절연 재료는 CTI 값에 따라 다음 네 가지 그룹으로 분류됩니다:
| Material groups | CTI range (VRMS) |
|---|---|
| Material group I | CTI ≥ 600 |
| Material group II | 400 ≤ CTI |
| Material group IIIa | 175 ≤ CTI |
| Material group IIIb | 100 ≤ CTI |
|
RMS working voltage up to and including V |
1⁽ᵃ⁾ |
Pollution degree 2 Material group |
Pollution degree 3 Material group |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I, II, IIIa, IIIb | II | IIIa, IIIb | I | II | IIIa, IIIb see Note |
||
| 10 | 0,08 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 12,5 | 0,09 | 0,42 | 0,42 | 0,42 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
| 16 | 0,1 | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| 20 | 0,11 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| 25 | 0,125 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,25 | 1,25 | 1,25 |
| 32 | 0,14 | 0,53 | 0,53 | 0,53 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
| 40 | 0,16 | 0,56 | 0,8 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,8 |
| 50 | 0,18 | 0,6 | 0,85 | 1,2 | 1,5 | 1,7 | 1,9 |
| 63 | 0,2 | 0,63 | 0,9 | 1,25 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
| 80 | 0,22 | 0,67 | 0,95 | 1,3 | 1,7 | 1,9 | 2,1 |
| 100 | 0,25 | 0,71 | 1,05 | 1,4 | 1,8 | 2,0 | 2,2 |
| 125 | 0,28 | 0,75 | 1,15 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,4 |
| 160 | 0,32 | 0,8 | 1,25 | 1,6 | 2,1 | 2,3 | 2,5 |
| 200 | 0,42 | 1,0 | 1,4 | 2,0 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 250 | 0,56 | 1,25 | 1,8 | 2,5 | 3,2 | 3,6 | 4,0 |
| 320 | 0,75 | 1,6 | 2,2 | 3,2 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| 400 | 1,0 | 2,0 | 2,8 | 4,0 | 5,0 | 5,6 | 6,3 |
| 500 | 1,3 | 2,5 | 3,6 | 5,0 | 6,3 | 7,1 | 8,0 |
| 630 | 1,8 | 3,2 | 4,5 | 6,3 | 8,0 | 9,0 | 10 |
| 800 | 2,4 | 4,0 | 5,6 | 8,0 | 10 | 11 | 12,5 |
| 1000 | 3,2 | 5,0 | 7,1 | 10 | 12,5 | 14 | 16 |
| 1250 | 4,2 | 6,3 | 9,0 | 12,5 | 16 | 18 | 20 |
| 1600 | 5,6 | 8,0 | 11 | 16 | 20 | 22 | 25 |
| 2000 | 7,5 | 10 | 14 | 20 | 25 | 28 | 32 |
| 2500 | 10 | 12,5 | 18 | 25 | 32 | 36 | 40 |
표 8. 기본 절연에 대한 최소 연면 거리
이격 거리 및 연면 거리 산정 방법 (실제 사례 포함)
고전압 전자 시스템을 설계할 때, 이격 거리(Clearance) 및 연면 거리(Creepage)를 계산하는 것은 PCB 안전 설계의 핵심 요소입니다. 이 절차를 설명하기 위해, MINMAX의 AMF-07 시리즈 AC-DC 컨버터를 기반으로 실제 절연 거리 산정 예시를 단계별로 소개합니다.
※ 이 계산 방식은 MINMAX의 일반적인 제품 설계 프로세스에 부합하며, 엔지니어링 참고용으로 제공됩니다.
절연 거리 산정 예시 (Insulation Distance Calculation Example)
MINMAX AMF-07 시리즈 AC-DC 전원 공급 장치를 예제로 사용하겠습니다:
가정된 파라미터 (Assumed Parameters)
- ．입력 AC 범위: 85–264VAC (최대 동작 전압: 250Vrms)
- ．과전압 등급 (OVC): OVC II
- ．오염 등급 (Pollution Degree): PD2
- ．설치 고도 (Installation Altitude): 5,000미터
- ．CTI 그룹: IIIa, IIIb
A. 이격 거리 산정 (Clearance Distance Calculation)
1. 표 5 기준, 최대 동작 전압이 300V이고 과전압 등급이 OVC II인 경우, 요구되는 과도 내전압은 2500V peak입니다.
2. 표 6을 참조하면, 기본 절연 시 요구되는 이격 거리는 1.5mm, 강화 절연 시에는 3.0mm입니다.
3. 해발 5000미터 고도에서는 보정 계수를 적용해야 합니다. 표 4에 따라, 보정된 이격 거리는 다음과 같습니다:
• 기본 절연 → 1.5 mm × 1.48 = 2.22 mm
• 강화 절연 → 3.0 mm × 1.48 = 4.5 mm
B. 연면 거리 산정 (Creepage Distance Calculation)
표 8 기준, 250Vrms에서 오염 등급 PD2 및 CTI 그룹 IIIa/IIIb를 기준으로 교차 참조하면, 기본 절연에 필요한 최소 연면 거리는 2.5mm입니다.
강화 절연의 경우, 요구 연면 거리는 기본 절연의 2배로, 5.0mm입니다 (2.5mm × 2).
참고: 연면 거리는 고도의 영향을 받지 않으며, CTI 등급, 오염 등급, 동작 전압만으로 결정됩니다.
PCB 설계에서의 이격 거리 및 연면 거리에 관한 자주 묻는 질문 (FAQ)
1. 이격 거리와 연면 거리의 차이는 무엇인가요?
이격 거리(Clearance)는 두 도전성 부품 사이를 공기를 통해 측정한 최단 거리이며, 연면 거리(Creepage)는 절연 재료의 표면을 따라 측정한 최단 거리입니다. 두 거리 모두 아크 발생과 표면 누설을 방지하는 데 중요합니다.
2. 고전압 PCB 설계에서 이격 거리와 연면 거리가 중요한 이유는 무엇인가요?
이 두 거리는 아크 방전 또는 표면 트래킹으로 인한 절연 파괴를 방지합니다. 간격이 부족하면 유전 파괴, 단락, 심각한 안전 사고로 이어질 수 있으며, 이는 고전압 시스템에서 특히 위험합니다.
3. 오염 등급은 연면 거리에 어떤 영향을 미치나요?
오염 등급이 높을수록 표면에 오염 물질이 많다는 것을 의미하며, 누설 전류 발생 가능성이 커집니다. 따라서 절연 신뢰성을 유지하려면 더 긴 연면 거리가 필요합니다.
4. 이격 거리와 연면 거리 요구사항은 고도에 따라 달라지나요?
예. 고도가 높아지면 공기의 유전 강도가 감소하므로, 이격 거리를 늘려야 합니다. 그러나 연면 거리는 고도의 영향을 받지 않으며, 표면 상태와 CTI 값에 따라 결정됩니다.
5. CTI는 연면 거리 산정에 어떤 역할을 하나요?
CTI(비교 트래킹 지수)는 재료가 표면 트래킹에 견디는 능력을 측정한 값입니다. CTI가 높을수록 같은 오염 등급 및 전압 조건에서 더 짧은 연면 거리 설계가 허용됩니다.
6. 어떤 표준을 따라야 하나요—IEC 60664-1인가요, IEC 62368-1인가요?
IEC 60664-1은 절연 거리 산정과 절연 조정에 대한 기본 기준을 제공하며, IEC 62368-1은 오디오/비디오, 정보통신 장비의 안전 요구사항을 다룹니다. 제품 유형에 따라 두 표준을 병행하여 적용해야 합니다.
결론: 적절한 이격 거리 및 연면 거리 설계를 통한 안전 확보
이격 거리와 연면 거리를 정확하게 정의하는 것은 전자 장비의 안전성, 성능, 규제 적합성을 유지하는 데 필수적입니다. 이는 특히 고전압, 오염 환경, 고지대 설치 조건에서 더욱 중요합니다. 이러한 물리적 절연 거리는 아크 방전, 누설 전류, 유전 파괴를 방지하여 시스템 고장 또는 안전사고를 미연에 방지합니다.
IEC 60664-1, UL 등의 표준을 이해하고 적용함으로써, 엔지니어는 열악한 작동 환경에서도 견딜 수 있고, 글로벌 안전 규정을 충족하는 견고한 PCB 레이아웃 및 전원 시스템을 설계할 수 있습니다.
MINMAX Technology는 자사의 모든 절연형 DC-DC 및 AC-DC 컨버터에 이러한 절연 설계 요소를 반영하여 개발하고 있으며, 제품은 IEC 62368-1, UL 62368-1 및 EN 규격과 같은 엄격한 국제 인증을 만족하도록 테스트됩니다. 이 컨버터들은 산업 제어 시스템, 의료 전자기기, 통신 장비 등 절연 안전이 핵심인 분야에 이상적인 선택입니다.
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