LED免驱灯板PCB走线安全距离考虑

 

客户需要一款外径89.8mm，灯珠使用2835-1W-6V正白，结构为2B19C，无频闪的灯板。已知的符合亮度和无频闪要求的灯板指标是：

1. 灯珠2835-1W-6V正白，符合要求
2. 结构2B19C，符合要求
3. 外径82.8mm<89.8mm，不符合要求
4. 电解电容竖装，高度超12mm，不符合要求
5. 没有螺钉固定孔位，只能使用胶固定，不适合工人快速安装，尤其是在塑包铝灯泡中固定。

图1 已知满足客户亮度和无频闪需求的灯板

图1所示灯板通过胶粘工艺可以安装在客户的灯罩内，客户依此做出的产品得到了用户的认可，主要是亮度适合用户需求且无频闪。随着产品的不断销售，客户感到胶粘工艺存在：

1、产品生产比较费事，影响工人组装速度；

2、粘接工艺由于受空间限制，不能保证100%能粘接牢；

3、会因粘接不牢，造成产品退换货，不仅增加成本，而且影响质量口碑。

针对客户灯具外径90mm，灯板采用外径89.8mm合适，为了使这个灯板不仅用于客户灯具，而且还能在塑包铝灯泡中暗装，即：需要灯板与铝杯之间采用M3自攻螺钉固定。这样就能使这个灯具同时能满足2中灯具使用。

图2 改进后的灯板，外径89.8，支持螺钉固定

图2板子的设计注意事项如下：

1. 元器件高度控制

在客户灯具中使用，正面（元件面）的器件高度<12mm。图2板子上体积较大的器件主要是：

（1）贴片电感L1，长7.8*宽7*高7，高度7<12满足要求；

（2）电解电容C1，直径10*长度13*脚距5，只能卧式安装

（3）电解电容C2，直径6*长度12*脚距2.54，只能卧式安装

注意：使用的是铝基板，采用插件底层安装，需要对器件胶进行绝缘处理，这样装配工艺复杂，生产成本增加。因此采用正面卧式安装工艺以降低生产成本。

2.安全距离

LED免驱灯板的电压是AC220V，AC220V经桥式整流和400V电解电容滤波形成DC300V，DC300V经非隔离降压型LED恒流驱动芯片eNJ2861BK为2835-2B19C提供19*6=114V。

图3 eNJ2861BK应用示意图

PCB走线电压安全距离，PCB安全距离的分类包括：

（1）电气间隙或者叫做空间距离

（2）爬电距离或者叫做沿面距离

（3）绝缘穿透距离

电气间隙一般的决定方法是这样的:

（1）一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.N PE(大地)≥2.5mm,保险丝装置之后可不做要求,但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源.

（2）一次侧交流对直流部分≥2.0mm

（3）一次侧直流地对大地≥2.5mm (一次侧浮接地对大地)

（4）一次侧部分对二次侧部分≥4.0mm,跨接于一二次侧之间之元器件

（5）二次侧部分之电隙间隙≥0.5mm即可

附注:决定是否符合要求前,内部零件应先施于10N力,外壳施以30N力,以减少其距离,使确认为最糟情况下,空间距离仍符合规定.

爬电距离通常是这样决定的：

（1）一次侧交流部分:保险丝前L—N≥2.5mm,L.N 大地≥2.5mm,保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源.

（2）一次侧交流对直流部分≥2.0mm

（3）一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地

（4）一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y电容等元器零件脚间距≤6.4mm要开槽.

（5）二次侧部分之间≥0.5mm即可

（6）二次侧地对大地≥2.0mm以上

（7）变压器两级间≥8.0mm以上

绝缘穿透距离应根据工作电压和绝缘应用场合符合下列规定:

（1）对工作电压不超过50V(71V交流峰值或直流值),无厚度要求;

（2）附加绝缘最小厚度应为0.4mm;

（3）当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的,则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm.

3.C2的焊盘设置

C2是0.1uF/400V，封装为直径6mm*长度12mm，脚间距2.54，脚粗0.6的电解电容。经测量C2的压降为114V，因此焊盘间距设置为>2mm

图4 1uF/400V电解电容卧式封装尺寸

4.R1封装选择

R1作为C2之间释放电阻，最高电压为DC114V，因此选择1206封装。

5.2B19C（LED+和LED-）之间电压为DC114V，这样LED+和LED-之间的线间距不小于2mm，见图5的黄线标识。

图5 LED免驱灯板驱动电压的PCB走线线距