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高频开关电源的安规要求有哪些?

1 高频开关电源安全标准对器具的总体要求

高频开关电源产品的设计和结构必须能够保证在正常使用和可能的失败条件下,不会对使用者产生触电和其它危险,及不会对周围环境产生危害,如火灾等.

2 高频开关电源安规要求:安全的基本准则 

高频开关电源产品在设计和生产中应避免以下危险的发生:

●触电和能量危险

●火灾

●热的危险

●机械危险

●辐射和化学危险


3 高频开关电源安规要求:电击或触电

高频开关电源的安规要求有哪些?

1. 手指可通过产品上的孔接触到带危险电压的零部件

2. 外部的小导体(如手链)可通过小孔接触带有危险电压的导体

3.带危险电压的元件与安全低电压之间的绝缘被击穿, 使可接触的零部件带上危险电压

4.高频开关电源安规要求:电容的放电

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虽然输出电压很低, 但假设输出端的导体发生短路, 有可能产生过量的能量释放, 乃至发生爆炸.

2J的能量相当于一个3300F的电容, 贮能35V


4 高频开关电源安规要求:火灾

●高频开关电源产品的最大危险是火灾, 产品自燃并扩展至周围环境, 会造成巨大的人员伤亡和财产损失。

●塑料是引起火灾的主要原因, 如塑料无经过防火处理, 将会是主要得火源。

●过载, 元件失效, 绝缘击穿, 连接松动都可能产生导致着火的温度,如无保护措施, 将会引起火灾。


5 高频开关电源安规要求:热的危险 

●如可接触部件的温升过高, 会烫伤使用者

●设备中的元配件, 长期处于过高温环境对其性能有影响

●绝缘材料在高温的环境中, 会发生的绝缘性能下降,甚至熔解的危险


6 高频开关电源安规要求:机械危险 

●锐利的边缘对人体的伤害和元件的损害

●运动部件(如风扇的叶片)如可触及, 会对使用使用者造成伤害

●如摆放的不平稳, 设备易翻倒, 导致对使用者和周围环境造成伤害

●外壳材料强度不够, 易受力破裂而造成危险带电部件可触及

●电源线固定不可靠, 如以外力拉出, 造成触电危险


7 高频开关电源安规要求:辐射及化学危险 

●X线的辐射: CRT(显像管)应小于 <0.5mR/H

●镭射危险: CD/VCD的镭射光头一般要求为I类, 除非有专门的保护装置并有警告标识

●有毒的气体, 液体, 粉尘等


8 高频开关电源安规要求:非正常条件

产品在以下非正常条件发生时, 仍然能保持其安全性:

* 每次只假设仅有一种非正常条件发生

高频开关电源安规要求:元件失效

标准中假设电子元件并不可靠, 有可能发生失效


错误使用

●使用者可能不正确使用设备或不按说明书使用, 如:

●没有给设备足够的散热空间, 或散热孔意外被挡住, 造成温度过高

短时工作制的设备, 使用者忽略其工作时间. 连续工作, 造成温度过高

●变压器的输出端, 短路和超载

●电机过载或发生堵转

绝缘失败

●仅有单一绝缘保护被认为是不可靠, 所以产品对触电的防护不能仅依赖单一绝缘

●必须提供附加的保护措施, 如保护接地或附加绝缘

●当然, 提供单独的有超强性能的加强绝缘保护可接受

有关详细绝缘的知识, 我们将在后面分析

电路实例

高频开关电源安规要求

连接失效

焊锡连接有可能出现失效的情况. 如:

高频开关电源安规要求

●应在连接处, 提供额外的固定保护, 如捆线, 滴胶, 钩焊等


9 高频开关电源安规要求:名词定义

在标准里各名词都 有清楚的定义,当阅读标准及测试报告时,如果不清楚定义,就会面临一些困难及误解。所以在此选择一些重要及容易引起误解的名词解释如下:

●额定电压/电压范围:

厂家标称的设备供电电压或电压范围,三相电的话,指线线电压

●额定电流:

厂家标称的设备正常工作时的最大输入电流

●额定频率/范围:

厂家标称的设备供电电源频率或频率范围

●额定工作时间:

由厂家指定的设备工作时间

●额定负载:

设备使用手册规定的正常工作的负载条件

设备外壳分类

●机械外壳:

减小机械伤害和物理伤害的外壳

●防火外壳:

防止火焰蔓延的外壳

●电气外壳:

限制接触危险电压或者危险能量的外壳

●装饰件:

设备外壳的一个器件,不起安全作用

接地与漏电流

●功能地(Functional Earthing):

设备上不是为了安全作用的接地点

●保护地端子(Protective Earthing) :

用于连接到建筑物接地桩的端子

●保护搭接(Protective Bonding):

与保护地通路相联接,实现安全保护地功能

●接触电流(Touch Current):

流经人体的电流

●漏电流:(旧名词)

试验分类

●型式试验(Type Test):

对一个有代表性的样品按标准进行的测试

●抽样试验(Sampling Test):

从一批产品中随机抽取的一部分样品进行试验

●例行试验(Routing Test):

100%检测(主要生产线上)

设备按可移动性分类

●可移动式设备(Movable Equipment): 

18kg, 不固定 或者 有轮子便于移动              

●手持式设备(Hand-Held Equipment):

可移动设备,手持使用

●可运送式设备(Transportable Equipment):

由使用者携带使用的可移动式设备

●固定式设备(Stationary Equipment): 

使用时,不可移动

●嵌入式设备(Building-in Equipment):

●直插式设备(Direct Plug-in Equipment): 无电线

设备按照电源连接方式分类

●可插式A型设备(Pluggable Equipment Type A):

非工业插头插座、非工业耦合装置 

●可插式B型设备(Pluggable Equipment Type B):

非工业插头插座、非工业耦合装置(符合IEC60309) 

●永久式连接设备(Permanently Connected Equipment:

螺丝或者等效方法固定连接

●可分离式电源线连接(Detachable Power Supply):

●不可分离式电源线连接(Detachable Power Supply):

基本安规电学名词

●工作电压

正常工作情况下,某绝缘或者元器件需要承受的最高电压

包括:Vrms 和 Vpeak

●危险电压

电压: >42.4Vac or 60Vdc (IEC/EN60950) 

       >35Vpeak or 35Vdc (IEC/EN60065) 

可产生触电危险

●安全低电压(SELV)

电压: <42.4Vac or 60Vdc (IEC/EN60065) 

       <35Vpeak or 35Vdc (IEC/EN60065) 

通过双重绝缘或加强绝缘与网电源隔离

几类安规电路

●交流电网电源(AC Mains Supply):

给设备供电的外部交流供电系统

●一次电路(Primary Circuit): 

直接和交流电网电源相连的电路

●二次电路(Secondary Circuit):  

不与一次电路直接连接,而是通过隔离装置或电池供电的电路

几类安规电路

●安全隔离低电压电路(SELV)

作了适当的设计和保护的二次电路, 使得在正常条件或单一故障条件下, 其输出电压小于42.4Vac和60Vdc(IEC/EN60950)(或者35Vpeak和35Vdc((IEC/EN60065)),且通过双重绝缘或加强绝缘与网电源隔离

●限流电路

作了适当的设计和保护的电路, 使得在正常条件或单一故障条件下, 从该 电路流出的电流值是非危险的电流值

般对频率小于1kHz, 通过2000电阻的稳态电流小于0.7mA

●通讯网络电压电路(TNV)

在正常条件下, 连接公用或专用通讯网络的电路, 通讯网络可能由于大气放电和电线故障而引起的过压

几类安规电路

高频开关电源安规要求

绝缘类别

●基本绝缘

加在带电部件上提供防止触电基本保护的绝缘 

●附加绝缘

当基本绝缘失效时为防止触电而提供保护的独立的绝缘

●双重绝缘

由基本绝缘和附加绝缘组成的绝缘

●加强绝缘

加在带电部件上的一种单一绝缘系统,它提供相当于双重绝缘的防触电保护等级

绝缘示意图

高频开关电源安规要求

爬电距离和空间间隙

●爬电距离(Cl)

带电部件之间或带电部件与可接触表面之间沿绝缘体表面的最短距离

高频开关电源安规要求

●空间间隙(Cr)

带电部件之间或带电部件与可接触表面之间的最短距离

高频开关电源安规要求

高频开关电源安规要求

按防触电类别分类

●I 类 器 具: 

产品通过基本绝缘加上保护接地实现触电防护。

●II 类 器 具: 

产品通过基本绝缘加上附加绝缘, 或通过加强绝缘实现触电防护。

●III 类 器 具: 

产品通过安全低电压(SELV)实现触电防护。

设备防电击分类实例

高频开关电源安规要求

基本绝缘和双重绝缘

高频开关电源安规要求

10 高频开关电源安规要求:IP等级 

Explanation of IP Numbers for Degrees of Protection

( 详细材料请参阅 标准 IEC 60529)

防护型式为:

(a)防止人接触或靠近带电部件以及接触可移动件,防止设备内进入固体杂质

(b)防止水进入的设备IP XX

第一个特征数字所表示的防护程度

0 --  无防护,即无特殊防护性能

1 --  防止 50 毫米以上的固体物质进入

2 --  防止 12 毫米以上的固体物质进入

3 --  防止 2.5 毫米以上的固体物质进入

4 --  防止 1.0 毫米以上的固体物质进入

5 --  防尘,即不能完全防止尘土的进入,但进入的尘土的量不致会影响设备的正常工作。

6 --  密封防尘,即无尘土进入一定水压中工作,不会产生有害影响。

第二个特征数字所表示的防护程度

0 --  无防护,即无特殊防护性能

1 --  防滴水,即水滴 (垂直下落的水滴) 无危害影响

2 --  防淋雨, 倾斜15, 淋雨试验无危害影响

3 --  防洒水,即水由与垂直方向成 60的角洒下时无危害影响

4 --  防溅水,即水由各个方向(360) 溅在外壳上时无危害影响

5 --  防喷水,即用喷管由各个方向对外壳喷水时应无危害影响

6 --  防波涛涌的海水,

7 --  密封,即当产品可浸没在水中工作, 无危险

8 --  压力密封,即该设备适合在生产厂规定的条件下连续浸没在水中

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