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超级实用的大功率直流电源认证技术介绍

一、什么是认证
一、大功率直流电源产品认证的界说
大功率直流电源产品认证制度起源于20世纪初的英国,跟着年代的变迁,已成为世界上通行的、用于大功率直流电源产品安全、质量、环保等特性评价、监督和办理的有用手法。
世界规范化安排(ISO)将大功率直流电源产品认证界说为:由第三方经过查验评定企业的质量办理系统和样品型式实验来确认企业的大功率直流电源产品、进程或效劳是否契合特定要求,是否具有持续稳定地生产契合规范要求大功率直流电源产品的才干,并给予书面证明的程序。
由此界说可知,大功率直流电源产品认证能够分为:
1.企业的办理系统认证(如ISO 9001)
2.大功率直流电源产品的型式认证
这里所指的大功率直流电源产品认证就是大功率直流电源产品的型式认证,如常见的UL认证,CE认证,TUV认证等。
二、大功率直流电源产品认证的含义
如果一个企业的大功率直流电源产品经过了权威认证安排的大功率直流电源产品认证,就可取得认证安排颁发的“认证证书”,并允许在认证的大功率直流电源产品上加贴认证标志。这种认证方式,可使企业经过大功率直流电源产品认证树立起杰出的信誉和品牌形象,一起让顾客和消费者也经过认证标志来识别产品的质量好坏和安全与否。
现在,世界各国政府都经过立法的形式建立起这种大功率直流电源产品认证制度,以确保大功率直流电源产品的质量和安全、维护消费者的切身利益,这已经成为一种新的世界贸易壁垒。
三、常见的认证项目
现在我们大功率直流电源最常见的认证项目有两大类,即EMC和安规。别的还有能效,RoHs,WEEE等等。
二、环球认证
1.认证标志
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2.首要认证介绍
环球认证首要由两大系组成:
1.北美认证系:以UL为代表的北美系,首要包含美国的UL,加拿大的CSA等
2.欧洲认证系:以IEC为代表的欧洲系,首要包含欧盟的CE,我国的CCC,韩国的KC,澳洲的RCM等等。
近年来,跟着全球一体化的加快,两大认证系有逐渐统一的趋势,如一些规范开端协调,如60950-1,60335-1等首要设备规范都是依据IEC系统规范。别的,美国归于CB系统国家。尽管如此,由于各国各区域的贸易维护主义,依旧有很多认证和规范互不供认。
(1)CE认证
CE标志为欧盟所推行的大功率直流电源产品标明,根本上涉及到安全性的大功率直流电源产品,都应该具有CE标明才干在欧盟区域自由流转。(强制性)
CE标明意图是为了让消费者清楚辨识哪些大功率直流电源产品契合欧盟规定→维护消费者权益。
现在欧盟已制定的相关指令大约有三十几条,如低电压,玩具,电磁兼容,医疗设备,工业机械,RoHS,Erp等等。其间与LED大功率直流电源相关的指令有低电压(LVD)指令,电磁兼容(EMC)指令,RoHS指令,能源相关大功率直流电源产品(Erp)指令。
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(2)UL认证
UL是美国保险商实验所的简写,UL安全认证是美国最有权威的,也是世界上从事安全实验和鉴定的较大的民间安排。(非强制性)
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UL认证查询页面:
http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/template/LISEXT/1FRAME/index.html
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(3)TUV认证
TUV是德国技术监督协会的简称,TUV是德国当地政府授权的查验安排,在德国和欧洲享有140多年的名誉, 一起它也是欧洲,美国,日本等各种首要认证制度下正式注册的发证单位。其间,TUV SD(南德)和TUV Rheinland(莱茵)为其最大的两大认证安排。
常见的欧规标识有以下两种:
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(4)PSE认证
PSE是日本的大功率直流电源产品安全认证,LED照明大功率直流电源产品要进入日本商场,就有必要契合日本《电气用品安全法》及相关实施法规的要求。依据日本政府制定的电气用品安全法和经济工业省(METI)公布的省令(技术规范)分为甲种大功率直流电源产品(Category A)和乙种大功率直流电源产品(Category B)。
常见的标志有以下三种:
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大功率直流电源适配器以及LED驱动大功率直流电源皆为A类( 界说为”直流大功率直流电源装置”)。
PSE认证的几项阐明:
1)证书持有者
只要工厂可成为持证者(一张证书只能对应一个制作工厂)
2)正本与副本
正本证书由生产工厂存查,副本证书由日本署理商持有
3)署理商
须有日本当地公司署理才干入日本销售(且日本当地公司需向日本经济工业省注册且须将商社代码加注在大功率直流电源产品贴纸上)
4)证书有用期
五年
5)请求方式
省令一项: 依据日本电气安全法别表8规定评价
(须送至日本当地认可之实验室履行相关测验)
省令二项: 依据日本J-IEC 规范评价
(可透过CB转证+EMI Report ) 
(5)KC认证
KC认证是韩国的电气大功率直流电源产品安全认证制度,电气大功率直流电源产品要进入韩国商场,就有必要依据韩国《电气用品安全办理法》及相关法规的要求,取得KC认证。KC认证分为强制认证和自愿性安全确认认证。
强制认证大功率直流电源产品是指由结构或使用办法等要素易引起火灾触电等发作较大风险及妨碍的电器用品。(LED驱动大功率直流电源归于此类)
自愿安全确认认证大功率直流电源产品是指大功率直流电源产品结构和使用办法等相对简单不易引起火灾触电等较大风险及妨碍的电器用品可经过测验避免危害发作的电器用品。
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KC认证的几项阐明:
1)证书持有者:强制性认证只要制作商可成为持证者
2)语  言:    大功率直流电源产品标签和阐明书有必要选用韩文
3)署理商:    标签上需注明韩国署理商及联系方式
4)证书有用期:强制性认证无有用期,自愿性认证有用期五年
5)管制项目:  安全和EMC
大功率直流电源产品标签的KC标志下方会一起标明KC认证号码和KCC识别码。
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(6)CCC与CQC认证
我国大功率直流电源产品认证制度分为强制性的CCC认证和自愿性的CQC认证,其间CCC标明源自英文单词China Compulsory Certification的首字母和CQC标明源自英文单词China Quality Certification的首字母。
现在,关于开关大功率直流电源大功率直流电源产品而言,CCC认证仅针对计算机内置大功率直流电源,信息技术设备配套的大功率直流电源适配器、充电器和音视频配套适配器。
LED驱动大功率直流电源仅适用于CQC认证。
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CCC和CQC认证查询页面:
http://www.cqc.com.cn/chinese/zscx/A0107index_1.htm
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(7)RCM认证
RCM(Regulatory Compliance Mark,法规契合性标志)是澳大利亚各州和新西兰的大功率直流电源产品认证标识,标明大功率直流电源产品契合澳大利亚各州以及新西兰的电气安全法令/法规规定的安全及其他要求,一起也契合澳大利亚《无线电通信法》和新西兰《无线电通信法》规定的电磁兼容要求。带有RCM标志的大功率直流电源产品标明一起契合电气安全(SAA)和电磁兼容(C-Tick)要求。 (强制性)
注:EMC只需测验EMI,现在不管控电磁抗扰度和谐波电流
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(8)ENEC认证
ENEC (European Norms Electrical Certification,欧洲规范电器认证)是CENELEC(欧洲执委会电工规范化安排)的一项认证方案,该方案是针对特定并契合欧洲规范的大功率直流电源产品所使用的通用欧洲规范。ENEC是欧洲安全认证通用标志。(非强制性)
       现在ENEC有21个签署国,包含25个安排,也就是说只要这25个安排才干开展ENEC认证。
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LED大功率直流电源ENEC认证规范为以下:
EN61347-1,EN61347-2-13,EN62384(LED大功率直流电源性能规范)。
三、安规符号及名词阐明
安规符号
安规间隔   
防电击维护类别
绝缘   
EMC
1.安规符号

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2.安全间隔
(1)电气间隙(clearance):又称空间间隔。是指在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间间隔。
(2)爬电间隔(creepage distance):又称沿面间隔,是指沿绝缘外表测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短途径。
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3.设备的防电击维护类别
(1)Ⅰ类设备(class Ⅰ equipment):设备的防电击维护选用根本绝缘,而且具有维护性接地。
此类设备如我司带维护地线的金属外壳大功率直流电源,如CLG系列
(2)Ⅱ类设备(class Ⅱ equipment):设备的防电击维护不只依托根本绝缘,而且还有附加绝缘,如选用加强绝缘或两层绝缘的设备。这类设备不依托维护性接地。
 此类设备如我司不带维护地线的塑胶外壳大功率直流电源,如LPF系列
(3)Ⅲ类设备(class Ⅲ equipment):设备的防电击维护是依托安全特低电压(SELV)电路来完结的,且不会发生风险电压的设备。
此类设备如我们常用的手机等
4.绝缘
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(1)功用绝缘 Functional insulation
仅使设备完结正常功用所需要的绝缘。
(2)根本绝缘 Basic insulation
对防电击提供根本维护的绝缘。
(3)附加绝缘 Supplementary insulation
除根本绝缘以外施加的独立的绝缘,用以在根本绝缘一旦失效时减小电击的风险。
(4)两层绝缘 Double insulation
由根本绝缘加上附加绝缘构成的绝缘。
(5)加强绝缘 Reinforced insulation
一种单一的绝缘结构,其所提供的防电击的维护等级相当于两层绝缘。
5.EMC(电磁兼容)
EMC(Electro-Magnetic Compatibility)为电磁相容的缩写,望文生义大功率直流电源产品关于相关的电磁波干扰,不光本身要有相当程度的抗耐性,而且也能操控本身在必定程度的对外干扰,这样我们才可说大功率直流电源产品契合相当程度的电磁相容性。
电磁相容包含两部份:
(1)EMI(Electromagnetic Interference)电磁干扰。
(2)EMS(Electromagnetic  Susceptibility)电磁耐受。
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四、首要测验之EMC项目
--辐射
--传导
--谐波
--浪涌
EMC的测验项目首要有以下11项
EMI部分:
辐射、传导(依据规范IEC/EN55022,IEC/EN55015等)
谐波(依据规范IEC/EN61000-3-2)
闪耀(依据规范IEC/EN61000-3-3)
EMS部分:
静电放电,传导抗扰度,电快速瞬变脉冲群,浪涌(雷击),辐射抗扰度,工频磁场,电压下跌与暂降
1.传导发射(Conduction)
(1) 测验场所需有两片成垂直且接地杰出的reference ground plane(本照片中一片置于墙面内,另一片即为地上之不锈钢)。
(2)待测物需放置于一离地80cm高的非传导性物质制成的桌面上,并离墙40cm。
(3)待测物需间隔LISN(置于地上之仪器)80公分远,若大功率直流电源线过长时,需以8字形,长度约30~40cm来回环绕。
(4)待测物发生之杂讯经由大功率直流电源线传输至LISN后,传输至接收机断定其杂讯的QP及AV强度。
测验限值(依据灯具类规范EN55015)
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测验曲线(依据灯具类规范EN55015)
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(2)辐射发射(Radiation)
测验办法
本测验场所为半波暗室,暗室的四周墙面和顶部选用吸波材料,用以模拟开阔场所,测验待测物发出的电磁波。
以CE规范来说,待测物需放置于间隔天线十米处之旋转桌上(置于旋转桌的长边,电线天然下垂)以便360度旋转待测物以测得电磁波辐射最强的视点,得到最强的视点后再升降天线(1米至4米)以得到最高的电磁波强度。
待测物所发射之杂讯经天线吸收后再经由同轴电缆回传至EMI接收机以断定其电磁波的QP(准峰值)强度。
天线需调整垂直与水平两种模式。
信息类规范测验的频率范围介于30~1000MHz之间;灯具类规范的频率范围介于30~300MHz之间
(2)辐射发射(Radiation)
测验限值(依据信息类规范EN55022)
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测验曲线(依据信息类规范EN55022)
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(3)谐波电流(Harmonic Current)
发生原由
—桥式整流器及滤波电容在短时间充电后会发生高脉冲电流及高谐波杂讯。
解决方案
—利用PFC电路将电流波形矫正为近似正弦波。
测验规范
—IEC/EN61000-3-2(GB17625.1)
(3)谐波电流(Harmonic Current)
按照EN61000-3-2规范,设备分为四类
Class A
平衡三相设备,非可携带式工具,音频设备 ( 收音机、喇叭),不归于 Class B、C、D 任何一类的设备
Class B   可携式工具,非专业用的电焊设备
Class C   灯具类设备
Class D   功率小于或等于600W的个人电脑、显示器及电视机
限值要求严格程度依次为ClassC >ClassD >ClassA >ClassB
注:
1.输入功率Pin<150W未经PFC线路多能经过ClassA的限值,Pin>150W则需经过PFC线路才干经过ClassA和ClassD的限值要求。
2.用于LED灯具的大功率直流电源均需有PFC才干经过Class C的要求。别的,按照规范要求,输入功率Pin<25W的LED灯具不适用于Class C限值要求,选用Class A限值测验即可。
(4)浪涌(Surge)
测验办法
待测物需置于离地80cm高的非传导性物质制成的测验桌上。
本测验为经由仪器模拟雷击波并耦合至待测物端口,以测验待测物是否会遭到干扰而发生误动作。
将待测物接上仪器所提供的大功率直流电源再选择适当的测验程式后即可进行测验。
大功率直流电源端口,需测验0°,90°,180°,270°等四个视点,每个视点+/-电压各五次,每次间隔60s,待FG的大功率直流电源,一次完结测验需2小时.
测验结果断定
Criterion A:测验进程及结束时待测物功用不受影响或在界说的差错之内。(不受影响)
Criterion B:测验进程中待测物功用遭到影响或失掉功用,但测验结束后自动康复功用. (受影响,能自动康复)
Criterion C:测验进程及结束时待测物失掉功用,而且无法自动康复功用,需使用人力或重启动.(受影响,不能自动康复)
Criterion D:测验进程及结束时,待测物失掉功用,而且无法靠人力或重新启动其功用。 (受影响,损坏)
注:以上断定办法使用于一切的EMS项目测验
(5)补充阐明:
影响EMI的首要元件:
1.X电容,Y电容,输出对地的高压电容,整流桥后的金属电容
2.共模电感,差模电感,PFC电感,变压器
3.二极管,开关管,整流桥
4.散热片尺寸等等
影响浪涌的首要元件:
放电管,压敏电阻,开关管,整流桥等等
五、首要测验之安规项目
--抗电强度(耐压)  
--漏电流/触摸电流
--接地阻抗          
--温度测验
安规测验的首要项目有以下:
1.抗电强度 (耐压) 2.接地阻抗   3.漏电流 4.电容泄放电压    5.绝缘阻抗   6.湿度测验 7.工作电压        8.输入测验   9.铭牌  10.安全间隔      11.稳定性     12.冲击测验  13.球压测验      14.反常测验   15.过载测验  16.限电流测验    17.限功率测验 18.下跌测验
1.抗电强度
抗电强度(Electric strength)测验就是我们常说的耐压测验。其意图在于确认设备中使用的固体绝缘是否足够。关于开关大功率直流电源而言,我们常于指定的端子之间施加要求的电压进行耐压测验。
测验办法:
(1)测验前应将Input各端子短路为一点(PRI),Output各端子短路为一点(SEC),FG单独一点后始可测验。
(2)测验持续时间为1分钟,实验电压从零逐渐升高到规定的电压值(上升时间至少1s,一般3s);
(3)原则上,测验应在正常温升测验完结后,设备仍然处于充沛发热状态的条件下进行;
(4)耐压测验漏电流设置为10mA,灯具类要求5mA(L/N-FG)
2.漏电流/触摸电流
触摸电流测验是指流过模拟人体阻抗网络电流的测验。其意图在于确认设备是否会发生人体触电风险。
(1)测验条件:
I/P:Vin max.×1.10 / 60Hz(Vin max.=标准贴纸标明Max.)
O/P:No Load    Ta:25℃
(2)测验办法: 
1.为了确保测量的准确性,被试设备须放置在绝缘的桌上
2.如果报备有不同标准的Y电容,有必要选用最大容量的电容来进行测验。
(3)规范限值:
1.EN60950-1 外壳接地设备:3.5mA,外壳不接地设备:0.25mA
2.UL8750  0.5mA (输入150VAC以下)  0.75mA(输入150VAC以上)
注:要求UL8750认证的大功率直流电源,考虑到测验设备及方式差异,如选用EN60950-1的设备测验,漏电流需操控在0.37mA以下。依据经历,请尽量维持一次侧电容+跨接电容在5500pF以下
3.接地阻抗
接地阻抗测验的意图在于考量在反常情况时大功率直流电源产品的维护接地是否能正常运作。
测验办法:
1.测验电流为2倍的电路电流(欧规常用32A,北美用40A)
2.测验电压不超越12 V,
3.持续时间:
维护电流小于30A:2分钟
维护电流大于30A且小于60A:4分钟
4.断定办法:
维护电流小于16A:接地阻抗不得超越0.1Ω
维护电流大于16A:跨接在维护导体上的电压不得超越2.5V
接地阻抗测验时,一端接维护接地端子,另一端一般考虑的测验点为: 
1. 有PE标识的当地
2. PCB上安全接地铜箔的最远端
3. 使用者可触碰的金属外壳
4.温度测验
温度测验是指在大功率直流电源产品设计规定的环境温度下,电子设备中的各个部件高出环境的温度,以此评价大功率直流电源产品是否会热的和着火相关的风险。
1.测验条件:
输入:Vin min. -10%/ Vin max. +10%(115V/230V切换须分隔测验)
输出:Full Load
环温:25℃(热带需以35℃为环温),或者大功率直流电源产品界说的环温(选最差环境测量)
2.测验办法:
1.将Thermo Coupler安定的固定于需要量测的物体或零件上。
2.Thermo Coupler末端需以熔焊结成球状。
3.须于无风烤箱内进行测验。
3.测验零件:
热源及易受热源影响部份。
例如:输入端子、Fuse、XY电容、输入电感、滤波电容、桥整、热敏、突波吸收器、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、绕线、散热片、压敏电阻、导热胶、大功率半导体、Case、热源零件下之PCB等等。(留意:变压器测温度点有必要有线包,非磁芯)
4.零件温度约束:
a.零件上有标明温度者,以标明之温度为基准。
b.在任何环境下变压器最高温度可分为:
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5.补充阐明:
首要的安规元件及其首要影响
保险丝,  重要安全元件,反常维护
PCB       重要安全元件,防火材质,减少火灾风险
X电容,   重要的EMI元件,影响泄放电压测验
Y电容,   重要的EMI元件,影响漏电流测验
电感,    重要的EMI元件,影响温升等
变压器,  最重要测安全元件,影响温升,反常测验,安全阻隔等
开关管,  影响温升,反常测验
热敏电阻,影响温升等
压敏电阻,重要的浪涌防护元件,影响温升等
塑胶外壳,影响温升,安全阻隔,防火材质
线材,    影响温升,安全阻隔,防火材质
温度开关,影响温升,反常测验维护
光耦,    重要的安全阻隔元件

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