Перейти к содержанию

Степень загрязнения (pollution degree)

Пыль, влага и конденсат на плате делают поверхность изоляции проводящей. Чтобы учесть это при выборе расстояний между цепями, стандарты делят среды на четыре степени загрязнения. В даташитах оптопар и изоляторов обычно стоит степень 2.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Степень загрязнения (pollution degree) — класс условий, в которых работает изоляция, по количеству и характеру загрязнений на её поверхности. Загрязнением TI называет любое постороннее вещество — твёрдое, жидкое или газообразное, — которое может снизить электрическую прочность или поверхностное сопротивление изоляции (SLLA353, разд. 1.2).

Четыре степени

СтепеньУсловия (TI SLLA353, разд. 1.2)
1загрязнения нет или оно сухое и непроводящее; оно ни на что не влияет
2только непроводящее загрязнение, но ожидается временная проводимость от конденсата
3проводящее загрязнение — или сухое непроводящее, которое станет проводящим из-за ожидаемого конденсата
4постоянная проводимость от проводящей пыли, дождя или влаги

Ключевое слово в описаниях — конденсат: он появляется, когда поверхность холоднее точки росы окружающего воздуха, и превращает пыль на плате в проводник (наше пояснение).

Где встречается

В даташитах изоляторов и оптопар степень загрязнения стоит в таблице изоляции рядом с путём утечки и CTI. У цифрового изолятора ISO7741 во всех корпусах указана степень 2 (SLLSEP4K, табл. 5.6), у оптопары 6N137 — тоже 2 (Vishay 84732, с. 5). Это значит, что заявленные расстояния и материалы рассчитаны на такую среду.

Зачем учитывать

От степени загрязнения зависит требуемый путь утечки: по Vishay AN71 он определяется трекингостойкостью материала, степенью загрязнения, рабочим напряжением и стандартом на изделие. Сами расстояния для каждой комбинации задаёт стандарт на изделие, а не даташит компонента.

Практические выводы (наши):

  • Корпус изолятора, рассчитанный на степень 2, не делает плату пригодной для степени 3 — нужны большие расстояния, покрытие или герметичный корпус.
  • Прорезь в плате под изолятором заменяет путь по загрязнённой поверхности воздушным зазором (Vishay AN71) и помогает, когда расстояния по поверхности не хватает; путь утечки по корпусу самой микросхемы при этом остаётся прежним (Vishay AN71).

Вместе со степенью загрязнения изоляцию выбирают по категории перенапряжения и классу — основная или усиленная. Полный разбор — в статье «Гальваническая развязка».

Частые вопросы

Что значит pollution degree 2 в даташите оптопары?

Что изоляционные характеристики корпуса заявлены для среды, где бывает только непроводящее загрязнение, но допускается временная проводимость от конденсата (TI SLLA353, разд. 1.2). Такую степень указывают и у изолятора ISO7741, и у оптопары 6N137 (SLLSEP4K, табл. 5.6; Vishay 84732).

Как степень загрязнения влияет на плату?

Через путь утечки: по Vishay AN71 он зависит от материала (CTI), степени загрязнения, рабочего напряжения и стандарта. Чем грязнее среда, тем больше расстояние по поверхности нужно между цепями. Конкретные значения задаёт стандарт на изделие.

Чем степень 3 опаснее степени 2?

При степени 3 загрязнение уже проводящее или становится таким из-за конденсата, который там ожидается; при степени 2 загрязнение непроводящее, а проводимость от конденсата лишь временная (SLLA353). Плата в негерметичном шкафу на улице ближе к степени 3, чем плата в комнатном приборе (наш пример).

Источники

  1. Texas Instruments. Isolation Glossary (SLLA353A, October 2014, revised September 2017) — разд. 1.2: загрязнение — любое постороннее твёрдое, жидкое или газообразное вещество, которое может снизить электрическую прочность или поверхностное сопротивление изоляции; степень 1 — загрязнения нет или оно сухое непроводящее и не влияет; 2 — только непроводящее, но ожидается временная проводимость от конденсата; 3 — проводящее или сухое непроводящее, которое становится проводящим из-за ожидаемого конденсата; 4 — постоянная проводимость от проводящей пыли, дождя или влаги
  2. Vishay. Application Note 71: 10 MBd High-Speed Optocoupler Design Guide (doc. 83747, Rev. 1.4, 04-Jun-2014) — путь утечки зависит от CTI материала, степени загрязнения, рабочего напряжения и стандарта на изделие
  3. Texas Instruments. ISO774x Reinforced and Basic Quad-Channel Digital Isolators (SLLSEP4K, revised August 2026) — табл. 5.6: степень загрязнения 2 для корпусов DW-16, DUW-16 и DBQ-16
  4. Vishay. 6N137, VO2601, VO2611: High Speed Optocoupler, 10 MBd (doc. 84732, Rev. 2.3, 23-Apr-2024) — с. 5: степень загрязнения 2, CTI 175

Нашли ошибку?

Смотрите также