安规设计与测试

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1、 Tel: 23631 Dept: CMMSG R&D ERA,产品在设计和生产中应避免7大类危险: 触电危险 能量危险 火灾 热的危险 机械危险 辐射和化学危险,安全的基本准则,安规设计总要求,要避免以上7大问题给企业带来重大损失，我们硬件研发人员 应该做好以下工作： 技术资料 铭牌和使用说明书等 硬件设计 结构设计 元器件和材料选用 安规测试,产 品 铭 牌 应 具 备 以 下 内容： 1) 制造商, 商标, 代理商 - 产品型号 2) 额定使用电压 - 单独电压及频率 - 电压范围, 110-120/220-240V, 50Hz - 直流电压, 需加上DC (DC symbol) 3)额

2、定工作频率 4)额定输入电流: -额定功率不要求, 不能用功率代替电流 -实际电流不应超过额定电流110% 5) 工作时间: - 连续工作的产品: 不要标识 -短时工作的产品: 铭牌中应加以说明，如：“Short-time operation:10min ON” -间歇工作的产品: “Intermittent operation: 10min ON/20min OFF”,铭 牌 和 其它资料,铭牌和其它资料,其它符号 II 类器具需有II类器具符号 接地端子的标志 CE 标志 TUV标志或GS标志 电源开关符号: 符号的外边长度应大于5mm, 至少不得小于 3mm,若 数 字 用 来 表 示

3、不 同 的 位 置， 那 么 数 字 “0” 必 须 用 来 表 示“关” 而 其 它 数 字 便 可 以 表 示 其 它 工 作 状 态。 温 度 调 节 器 以 及 类 似 的 调 节 设 备， 用 于 在 正 常 使 用 时 调 节 控 制 值。 必 须 有 显 示 被 调 节 值 变 化 方 向 的 标 志， 如“” 和 “”符 号。,铭牌和使用说明书,铭牌和使用说明书,产品应附有使用说明书和说明表 产品说明书应使用销售地方的官方语言 说明书应包含有安全安装, 安全使用和日常维护的描述,例如: 怎样正确使用产品(最大工作时间, 最大工作负载等) 怎样正确安装 如仅适用于室内, 不能 暴

4、露在雨中 清洁时, 不要浸没在水中, 用干布清洗 不要堵住风口, 放置在通风好的环境中使用 如产品发生故障, 不要自行修理, 应送到指定的维修点修理 电源插头相当于开关, 电源插座应安装在靠近产品处及容易触及 带有电池的器具应说明在废弃前必须拆除电池,并放到指定的回收点. 同时应说明拆除电池的方法,铭牌和使用说明书,产 品 的 各 种 标 记 必 须 清 晰 和 不 易 失 落。 按 照 本 标 准 测 试 要 求， 用 一 块 浸 有 水 和 一 块 浸 有 汽 油 的 软 布 各 擦 15 s， 标 记 必 须 仍 然 清 晰、 可 辨 识； 而 且 标 签 必 须 不 容 易 被 撕 去

5、 和 不 容 易 卷 曲。,铭牌和使用说明书,产品的结构, 应能确保在整个使用周期中的安全性 易燃材料不能作为电器的结构材料, 纸, 木材, 棉花等, 未经老化的橡胶不得作为绝缘材料 作为加强绝缘和附加绝缘的元件应有可靠得固定 电容, 电阻如跨接在危险带电体可触及部件间, 该线路至少有两个元件 电器中如有防止过热的挡板, 它的固定应确保不能从电器得外部用普通工具松开,结构设计,电气连接和机械连接 电气连接应有可靠得固定, 以防连接意外失效对安全造成影响 电气连接的连接压力不应加在绝缘材料上, 以防由于绝缘材料的 变形而造成连接失效 电气连接的螺钉如拧入金属至少有两圈的螺纹 塑料螺钉不能作电气连

6、接, 直径小于3mm的螺钉不能拧入塑料,结构设计,重要的元器件必须符合相应得EN, IEC标准 重要的元器件包括:,元器件,通常要求提供元器件证书, 以确保符合相应的标准 - 证书应为欧洲认证机构签发: VDE, TUV, SEMKO, NEMKO - UL和CSA的证书一般不接受, 因为其测试标准与IEC标准有较大的差异 - 厂家提供的测试报告一般不接受 - 仅在元件上有标识不接受 元件的标识必须与证书上的技术参数一致, 如: 型号, 电气参数等,元器件,元件的使用必须在额定范围内 - 250V, 5A的电源插头, 不能用在负载电流6A的产品上 元器件上的电气参数必须满足产品的使用要求 -

7、如微波炉的门锁开关要求50000次的耐久性试验,证书上的资料应能满足该要求 - 如电容证书上显示的使用温度为T85, 该电容不能用在85C的环境中,元器件,跨接电阻 电阻可跨过双重绝缘和加强绝缘, 但必须 - 电路的触摸电流不应超过限值 - 必须至少两个电阻串联, 仅用一个电阻连接不能提供足够的安全保证, 假设该 元件失效, 会导致触电的危险 - 两电阻的电气参数和型号必须一致 跨接电容 电容可跨过双重绝缘和加强绝缘, 但必须 - 电路的触摸电流不应超过限值 - 如电容是Y1电容, 允许只接一个; 如为Y2电容, 则须至少两个电阻串联 - 两电容的电气参数和型号必须一致,元器件,材料的燃烧等级

8、 根据IEC60707(与UL94的测试方法相同), 材料的防火等级可划分为:,对材料的防火要求,硬塑材料 泡沫塑料 V-0 or 5V HF-1 防火性能最高 V-1 HF-2 V-2 HBF HB 防火性能最差,UL黄卡:,对材料的防火要求,对材料的防火要求,1) 防火外壳: 防止火焰延伸到外面 18kg的设备: 材料的防火等级至少 Class5V 2) 在防火外壳内的材料和元件: 减低燃火的危险 元件的外壳(IC, 电容等): 应装配在至少V-1的PCB上, 和离热源有13mm的距离或用V-1挡板隔离 材料的防火等级至少ClassV-2或HF-2 符合相应的IEC元件标准 3) 在防火外

9、壳外的材料和元件: 减低燃火的危险 材料的防火等级至少ClassHB或HBF 例外: 对一些简单结构的产品, 如所有的模拟失败条件的试验,均无发生燃火的危险, 要求1)和2)可免除. (不推荐),对材料的防火要求的总结,对材料的防火要求的总结,通用的安全测试项目,通用的安全测试项目,输入电流测试,(1)适用情形：任何电气、电子设备。 (2)步骤： 1. 输入电压为额定电压值或是额定电压范围的上限值和下限值（分别测试）。 2. 输入频率按铭牌标记的选用。 3. 设备带额定负载（normal load）。 4. 在设备通电稳定后，测量其输入电流值，以有效值（r.m.s.）计。 (3)判定：测量的输

10、入电流值，不大于额定电流值110。,标记耐久性,(1)适用情形：与安全有关的标记（Markings），例如铭牌、警告标签（Caution labels）、保险丝容量（fuse rating）、保护地标记（PE mark）、开关标记（ON/OFF mark）等等。 (2)步骤： 1. 用手将沾水的布摩擦标记15秒钟。 2. 用手将沾有有机溶剂的布继续摩擦标记15秒钟。 (3)判定：测试完毕后，标记仍需清楚易辨，如为标签，边缘不可卷起或被轻易取下。,可达性测试,(1) 适用情形：有开孔的外壳及内部壳罩。 (2) 步骤： 1. 先以测试指(Test Finger)，在不施力的情况下，对外壳开孔部位(

11、包括取下允许操作人员分离的零部件后的开孔)测试。 2. 再以测试针(Test Pin)，在不施力的情况下，对电气外壳之开孔部位测试（测试时，所有允许操作人员分离的零部件都被安装在设备上）。 3. 再以无弯节测试指，施以30N之力，对开孔部位测试，若能插入开孔内，则改以标准的测试手指，推入开孔进行测试。 (3)判定： 1. 以测试指测试时，不可触碰到下述零件： a. 具危险电压的裸露零件或位于ELV电路的裸露零件（对电源几乎是所有零件）； b. 仅由瓷漆、珐琅，一般纸类，棉布，氧化薄膜，绝缘珠或非自凝封胶 等保护的a项零件； c. 具危险电压或位于ELV电路内，有工作绝缘或基本绝缘保护的零件或线

12、材； d. 与ELV电路或危险电压零件仅以工作绝缘或基本绝缘隔开的未接地导电零件。 2. 以测试针测试时，不可触碰到具危险电压的裸露零件。,能量危险,（1）适用情形：外部所有的连接器，其裸露的带电导体部份（接地者除外），若以测试指测试，可同时触碰到此导体与接地部份，则要进行此项测量。 （2）步骤： 1. 输入电压为最不利的输入电压，一般定在额定电压上限的106(如为 230V则为110)。 2. 待测二点间，接上一可变电阻并调整其阻值，以得到最大的功率（VA）值 （电压必须大于2V以上才算）。 （3）判定：测得的功率值不可大于240VA。,能量危险试验,危险电压的可靠性,（1）适用情形：在单一

13、零件失效或基本绝缘损坏下，有可能造成异常电压上升的外露连接器（属SELV电路）。 （2）步骤： 1. 输入电压为最不利的输入电压，一般定为额定电压上限的106（如为230V则为110）。 2. 在安全（SELV）区域，连接器裸露的端点，用示波器观察两端点间电压变化情形。 3. 将有可能导致连接器待测两端点电压上升的零件，短路或开路 ，并绘出示波器上的电压波形变化（失效0.1秒及0.2秒后的电压曲线）。 （3）判定： 1. 电压不可超过71 Vpeak或120 Vdc。 2. 电压在掉至42.4 Vpeak或60 Vdc以前，不可停留在42.4Vpeak （或60 Vdc）以上而超过0.2秒的时

14、间。,限制电流电路,（1）适用情形: 1. 非安全特低电压（SELV）电路，但使用者可触摸到的裸露零件。 2. 在维修可触及区域内，有可能不小心触及具危险性电压（42.4 Vpeak或60 Vdc）的裸露零件。 在1,2情形内,该零件皆需连接至限电流电路上,使得使用者及维修者在触及后，不致汲出大电流，而造成危险。 （2）步骤： 1. 输入电压为最不利的输入电压，一般订为额定电压上限的110。(for 230Vac rating) 2. 2K非感性电阻，一端接大地，一端拉于待测点上，示波器则接于电阻的两端，以记录电阻上的电压降情形。 3. 找出当其它零件不正常时，有可能会导致待测点处电压上升的零

15、件，并将此零件开（或短）路，记录电阻上的电压降情形。 （3）判定： 1. AC 电压时，流经电阻的电流值，每一KHz，可允许0.7mA的电流，但最大不可超过70mA的极限值（亦即超过100KHz时，也只算是100KHz）。 2. DC电压时，流经电阻的电流值，不可超过2mA。 3. 不论AC或DC，若电压小于或等于450V，则此电路的电容值，不可超过0.1uF。 4. 不论AC或DC，若电压超过450V，但小于或等于15000V，则此电路的有效储存量不可超过45uC 5. 不论AC或DC，若电压超过15000V，则此电路的有效能量不可超过350mJ。,限制电流电路试验,接地保护 产品的结构应确

16、保保护接地连接失效于其它电气连接之后 黄绿色的内部导线, 仅能作 为接地导线 接地电阻应小于0.1 若用自攻螺钉作为接地连续性, 至少有两个螺钉作接地连接 接地连接应有可靠的放松装置 保护,保护接地,接地电阻,（1）适用情形： 具有不满足Table3B的保护搭接导体和不满足Table3E的保护搭接终端的Class 设备。 （2）步骤： 1. 待测两点为设备内接地的导体和整机设备的保护接地端子.其中设备内接地的导体包括（但不限于）： a: Y电容的地端； b: 有PE标记的地方； c: PCB上安全地线的最远端； d: 以接地方式形成的SELV电路的接地端； e: 使用者可触及的金属外壳。 2. 如果待测电路的电流额定值不大于16A，则： a: 测试电流取待测电路额定电流值的1.5倍； b: 测试电压不大于12V； c: 测试时间为1分钟。 3. 如果待测电路的电流