电子产品安规要求.ppt

电子产品安规要求,测量、控制和试验室用电气设备,产品安全的目的,满足企业的要求 降低电气产品对人身和财产的各种伤害 满足客户的需求 满足认证公司的要求（即标准要求） ,安规的含义,安规以法规的形式实现电在应用中 的安全；是安全规范（法律法 规）和安全标准的简称。,执行安规的目的,降低电气产品对人身和财产的各种伤害，包括电击、起火、过热、机械伤害等，降低公司运行的风险。,电子产品设备可能存在的危险,电击 能量危险（如电池的正负极短路） 着火 与热有关的危险 机械危险 化学危险 辐射危险,电子产品安全的基本原则,设备在正常使用及单一故障条件下，防止引起人身伤害和着火等危险； 制造商应提供足够的资料，说明一切必须具备的条件，以保证用户在按制造商的规定使用设备时不会引起危险； 涉及安全的元器件，应经公认的试验机构认证，或作为设备的一个组成部分，承受有关试验； 如果需要特别注意，避免设备在操作、安装、维修、运输或储存时引起维修，则制造商应提供必要的说明。 与安全有关的说明书和设备标记应使用客户识别的文字和标识。,安全防护的基本思想,危险位置与人之间提供双重防护 防护的途径为采用合理的绝缘措施： 1、工作(功能)绝缘（F） 2、基本绝缘 （B） 3、附加绝缘 （S） 4、双重绝缘 （D） 5、加强绝缘 （R） 6、保护接地 （PE）,绝缘类型,一、工作(功能)绝缘（Functional insulation) （1）设备正常工作的绝缘 不提供防电击保护 不能使用吸湿材料防绝缘 必须满足温升测试和老化测试 可以作为减少点燃或着火的可能,绝缘类型,（2）工作绝缘合格的判据 A、通过耐压测试可判定为合格； B、测量工作电压、绝缘隔离带处的间隙和爬电距离 符合标准中的最小数值可判定为合格； C、进行器件失效试验，当进行单一器件时，不出现 绝缘失效、能量危险、着火、输出SELV电路不稳 定等危险现象，可判定为合格。,绝缘类型,二、基本绝缘（Basic insulation） 对防电击提供基本保护的绝缘 提供一重防电击保护； 没有绝缘厚度要求； 必须满足电气间隙、爬电距离和耐压测试的 要求； 必须使用非吸湿性材料； 必须满足温升测试和老化测试；,绝缘类型,三、附加绝缘（Supplimentary insulation） 除基本绝缘外施加的一种独立的绝缘，用以 减小在基本绝缘一旦失效时仍能防止电击。 只能和基本绝缘一起使用； 提供防电击的第二重保护； 有绝缘厚度要求； 必须满足电气间隙、爬电距离和耐压测试的要求； 必须使用非吸湿性材料； 必须满足温升测试和老化测试；,绝缘类型,四、双重绝缘（Double insulation） 对防电击提供双重保护的绝缘。 D=S+B 五、加强绝缘（ Reinforce insulation ） 对防电击提供双重保护的绝缘。 R=D,绝缘类型,六、保护接地（Protective Earthing) 可以作为一重防电击保护。,绝缘类型的防电击性能,防电击绝缘组合,提供双重保护的绝缘组合 B+S=D R=D B+PE B+BD,对人身安全的威胁,插头电源线-触电 点炉-起火 电烙铁-烫伤 电视机-辐射 电风扇-机械伤害 ,电击对人的伤害,人类对电的感应 1、皮肤阻抗人的皮肤阻抗根据皮肤的湿度改变，干的时候达到 3兆欧姆，潮湿时大约500欧姆，皮肤的阻抗也 会随周围环境温度、疲劳情况空气湿度、惊吓、焦 虑及其它因素改变。 2、研究表明99%的健康男性的心脏能通过的极限电流的时间为： (即致命电流与时间),电击对人的伤害,触电影响 1、当即思维混乱、健忘、头痛、呼吸停止、心跳停止，甚至烧焦； 2、短期麻痹、肌肉疼痛、视觉减弱、肿胀、头痛和心率不齐； （持续数小时甚至数天） 3、长期麻痹、读或写能力损伤、味觉丧失以及其他很多的紊乱； 长期的影响是因为神经组织受到损坏，数周甚至数年不进行新陈代 谢。正常情况下细胞能够通过基因进行新陈代谢，但触电后基因遭到了 破坏（当细胞需要进行更新的时候，基因中的信息遭到了破坏）。部分 影响可能在几年后发生，比如由于没有代谢而导致组织萎缩。 危险电压 1、IEC 60950-1 办公室环境60Vdc,42.4Vpeak,30Vac 2、 IEC 60950-22户外环境30Vdc,21.2Vpeak,15Vac,人对电刺激的反映,神经感知+传导+反映的速度 约为0.10.3秒 电流的传播速度：远远快过人的反映速度； 肌肉收缩是人对电刺激的主要反应形式。,人对温度的刺激表现,肌肉组织在50 会遭到破坏；神经组织会在更低的温度下被破坏； 脑组织在42 会被破坏； 皮肤温度达到44 ，6小时后，身体的调温功能就会丧失同时细胞被破坏。 温度在44 51 之间，每升高1 ，细胞的破坏速度加快1倍，当达到80 时只需要1秒，细胞就会被彻底破坏。 电气产品的常见温度：PN结=150 ，PCB材料130 ； 电线电缆过载时（3倍额定电流），金属表面温度为400 左右； 0.5A电流可以维持电弧，温度2000 3000 ，维持电压20V；,电击危险,电流流过人体 可能引起： 不能行动 抖动 人体细胞损坏 燃烧,防电击保护,可触及的危险电压部件 加防护盖防止接触； 可触及部件和危险电压之间的绝缘失效 采用双重/加强绝缘或部件接地； 接触电流 限制到安全范围或提供更可靠的保护接地连接 防电击的基本思想：提供双重防护,着火危险,火焰由于高温而产生，产生高温的原因： 过载、过流； 器件失效； 绝缘破坏； 较大的连接电阻； 连接松动； ,限制着火的方法,提供过流过温保护； 避免高温； 易燃材料远离可能的着火源； 限制易燃材料的数量； 采用高阻燃等级的材料； 防火防护外壳； ,与热相关的危险,引起人身的烫伤； 起源于正常运行条件下的高温 由于接近高温器件引起燃烧； 关键器件或绝缘的降级； 可燃液体的着火； 减少与热相关的危险 避免高温； 限制接触高温器件； 避免可燃液体的温度超过其着火点； ,能量危险,电弧或熔融金属漏出导致短路引起着火； 存储的能量 20焦耳，或电压 2V时，可输出的持续功率等级 240VA； 提供防护限制用户接触：提供安全互锁和防护防止维修人员的偶然接触。,机械危险,设备的不稳定、尖锐边沿或拐角，用户接触区的移动部件或危险部件可能会带来伤害； 减少机械危险的方法： 限制接触； 稳定性测试； 防护； 警告标示； 安全互锁； 倒圆边缘或拐角；,辐射危险,超过接受等级的辐射，用户和维修人员应当被保护； 辐射种类： 激光辐射 X射线 紫外线辐射； 提供防护辐射危险： 限制暴露 屏蔽 警告标示 安全互锁,化学危险,接触或吸入化学品的粉末或液体 防护化学危险 避免使用可能带来危险的化学品； 良好通风，警告标示； 限制接触和吸入； 限制泄漏和蒸发的可能；,电子产品污染等级的确定,根据设备所处的环境，确定其污染等级： 污染等级1密封环境或类似； 污染等级2办公环境或类似； 污染等级3工厂环境或类似；,电气间隙,两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间测得的最短空间距离,爬电距离,沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间的最短距离； 爬电距离不小于电气间隙；,材料类别的确定,材料类型主要是材料的CTI值（相对泄痕指数）为依据，分为四类： 类别 600 CTI 类别 400 CTI 600 类别a 175 CTI 400 类别b 100 CTI 175 对于不能提供材料CTI值的证明，材料类别按 照a 计算。,安装类别（过电压等级）,安装类别：初级电源水平级。如：架空线。 安装类别：配电及控制水平级。如：配电干线。 安装类别：负载水平级。如：控制电动机用电器。 安装类别：信号水平级。如：低压电子逻辑系统。 瞬态电压值,绝缘配合的确定,考虑要素 工作电压（rms、DC、or peak） 正常的供电电源电压 绝缘类型 材料等级（类别） 电气间隙 爬电距离 绝缘穿透距离 污染等级 安装类别（过电压等级） ,绝缘距离的确定,电气间隙：主要由峰值工作电压确定； 爬电距离：主要由有效值或直流工作电压确定； 1、零部件之间没有开槽的情况：根据工作电压、污染等级、过电压等级、 材料类别、绝缘类型进行查表；即为相应的电气间隙和爬电距离； 2、零部件之间有开槽的情况：开槽对电气间隙没有影响，仅影响爬电距离； 3、绝缘穿透距离 根据峰值工作电压和绝缘类型来判断： （1）如果峰值工作电压71V，任何一种绝缘都无要求； （2）如果峰值工作电压71V，附加绝缘或加强绝缘的最小绝缘 穿透距离为0.4mm，对工作绝缘和基本绝缘无要求。 4、薄片绝缘物的要求 附加绝缘或加强绝缘由两层薄片绝缘物组成，且其中任何一层均需通过 附加绝缘或加强绝缘所要求的电气强度测试； 附加绝缘或加强绝缘由三层薄片绝缘物组成，其中任两层的组合均需通 过附加绝缘或加强绝缘所要求的电气强度测试；,安规器件的控制,主要控制内容： 1、工作在危险电压中； 2、跨接在危险和安全电压之间； 3、失效导致危险；,安规器件的确定,确定原则： 器件的更换对产品的安全的影响程度； 注意事项： 1）不是所有的安规器件都需要认证； 2）是否为安规器件要根据产品来确定；,安规器件的要求电感、变压器,一、变压器、电感安规设计的步骤： 1、确定变压器、电感所跨接的绝缘类型； 2、测试原副边的工作电压； 3、测试变压器、电感的最高温度； 4、确定变压器结构、端空的宽度； 5、确定材料清单；,安规器件的要求电感、变压器,二、变压器、电感绝缘类型判断注意问题： 1、对于有跨接原副边绕组的电感看作隔离变压器； 2、对于没有跨接原副边的变压器看作电感； 3、磁芯看作导体； 4、漆包线只满足功能绝缘； 5、对于一次侧保险丝前的电感器的工作绝缘的判 断需要通过耐压测试；,安规器件的要求电感、变压器,三、变压器、电感温度判断注意问题： 1、对于UL，没有按照UL1446做认证的变压器的绝缘等级默 认为CLASS A； 2、其他认证公司以绝缘材料温度等级来作为绝缘温度等级； 3、电感的温度限值以材料的最高温度来判断； 4、变压器的温度限值如下表：,安规器件的要求电感、变压器,四、变压器工艺注意问题： 1、原副边的引脚满足爬电距离和电气间隙的要求； 2、端空的宽度满足要求； 3、引线使用套管，套管的深入宽度超过端空； 4、原副边绕组之间的胶带的层数； 5、磁芯外层胶带的层数；,安规器件的要求电感、变压器,五、变压器材料清单注意问题 1、UL认证的产品的变压器超过CLASS A时一定要有 绝缘系统的认证； 2、磁芯不要求认证； 3、绝缘材料必须提供完整的UL认证信息（厂家、型 号、UL证书号、温度、阻燃、CTI值等） 4、骨架、套管需要提供原材料的UL信息；,安规器件的要求外壳,一、外壳的安规设计基本要求 防火 防电击 防机械伤害 其他功能：防尘、防水等 IP等级的含义,安规器件的要求外壳,二、外壳的安规设计IP代码的含义 IP代码：是外壳防护等级的标志。IP代码由代 码字母IP（“国际防护”International Protection 的缩写）和两位特征数字以及附加字母、补充 字母组成； IPXY代码的含义： X：表示防止固体物质进入，即防尘等级； Y：表示防止进水造成有害的影响，即防水等级；,外壳的安规设计注意事项,金属外壳的接地连续性； 外壳的开孔； 风扇在外壳上的安装； 塑胶外壳的阻燃、温度、UL认证的要求； 外壳的温度要求； 外壳的安装要求（在说明书中详细描述）； 注：对外壳上用的可燃材料考虑其阻燃等级。,外壳的类型和功能,电子设备的分类,电子设备按照防电击的分类分为： CLASS 设备 CLASS 设备 CLASS 设备 注：存在不属于上述的任一种类型的设备。 （具体分类方法依据IEC 536电气、电子设备按 防电击保护的分类）,电路类型,一、一次电路： 与电网直接相联接的电路，包括部 分危险电压电路； 二、二次电路： 至少通过基本绝缘与电网隔离的电 路，包括ELV和SELV电路等；,二次电路类型,一、ELV电路（采用一重保护） 与电网采用基本绝缘隔离，正常情况下电路 的任意两个导体之间或任一导体与地之间的交流 电压不超过42.4V的峰值或直流不超过60V的二次 电路，不能完全满足SELV和限流电路的要求。 注：在单一故障条件下，可能产生危险电压（不 能触摸，因基本绝缘有击穿的可能）。,二次电路类型,二、SELV电路（采用双重保护） 做了适当设计和保护的二次电路，使得在 正常工作条件下和单一故障条件下，他的电压 均不会超过安全值。 SELV电路限值： （1）正常情况和单一故障下200ms后电压 不超过42.4V peak or 60Vdc； （2）暂态电压不得超过71V peak or 120Vdc； 注：在单一故障条件下，不会产生危险电压。,二次电路类型,三、限流电路 1、正常工作和单一故障条件下，流出的电 流是非危险的； 2、满足于其他电路分离的最小要求（同 SELV电路）；,二次电路类型,四、危险电压电路 1、电压超过42.4V峰值或60V直流； 2、不满足限流电路的限值；,可接触部件的防护,可接触部件应该是保护地、SELV电路、限流电路与危险电压做到双重保护。 防护电击的方法： 提供足够的绝缘； 保护接地；,安规器件的要求保险丝,在AC/DC电源中输入/输出保险丝都是安规关键器件； 保险丝在PCB上的标称必须与保险丝的型号相同； 在用户手册中必须写保险丝的更换警告语句； 保险丝属于CCC的控制范围，必须满足CCC的要求； TUV要求：对于额定电流小于6.3A满足欧洲的认证，其他的可以认可UL或CCC； UL的要求：必须UL认证（UL或UR）； 保险丝帽套要求UL认证； 保险丝座，要求满足UL认证；,安规器件的要求X、Y电容,用于AC/DC一次侧的X、Y电容必须是安规电容，必须有欧洲和UL认证； X、Y电容必须满足使用的电压要求； X、Y电容必须满足温度要求；,安规器件的要求X、Y电容,Y电容的等级分类,安规器件的要求X、Y电容,X电容的等级分类,安规器件的要求继电器、接触器,功率继电器/接触器是安规器件，必须有相关的安规认证； 二次侧的继电器可以只有UL认证； 必须满足工作电压、电流和温度的要求； UL要求AC/DC电源上的继电器有认证； 跨接原副边的继电器满足加强绝缘的要求（耐压、距离） 36V以上的继电器属于CCC的控制范围；,安规器件的要求输入输出连接端子,AC输入端子为安规关键器件，必须满足相关的认证，保护接地针长于L、N针； 满足电压、电流、温度的要求； UL有对端子热插拔的要求；,安规器件的要求开关,开关必须满足相关的安规认证： （UL/TUV/CCC） 必须满足相应认证对应的参数要求； 开关的通断用“1”、“0”标识；,安规器件的要求导线和套管,导线要求相关的认证，TUV认可UL或CCC认证； 导线一般只满足基本绝缘的要求； 导线选取注意参数：电压、电流、绝缘、温度、阻燃； 热缩套管只满足基本绝缘要求，要求有UL认证；,安规器件的要求风扇,风扇要求满足相关的安规认证： （UL/TUV/CCC） 注意风扇的供电电源（AC、DC、PRI、SEC） 风扇外壳(金属)的接地； 风扇的电源线是否跨接原副边； 机械防护； 控制参数：电压、电流、风容量（CFM）；,安规器件的要求绝缘材料,绝缘材料的认证要求(UL、TUV、CCC)； 控制参数：温度、阻燃等级、厚度； 不需要认证的材料：陶瓷、玻璃、环氧、PVC、TFE、PTFE、FEP材料。 塑胶材料在产品中作为燃料可以忽略不计并不起绝缘作用可以不进行控制，如装饰件、标签、安装脚轮、按键冒、把手等。,安规器件的要求其他器件,光耦 认证要求：满足与整机相同的认证； 控制参数：耐压、内部绝缘距离、 温度； 压敏器件 认证要求：UL认证； 控制参数：电压；,安规器件的要求跨接绝缘的器件,功率器件 功率器件是指需要散热器的器件，包括整流 桥、MOSFET、IGBT、IPM模块等； 功率器件的认证是可选项，依照产品应用条 件而定，不一定是要必须的（依具体认证而 定）； 功率器件一般有UL、CSA的认证；,安规器件的要求不需要认证的器件,以下的器件不需要认证，但需要控制参数和厂家型号； 散热器：需要控制尺寸、形状、位 置； 电解电容：温度、耐压； 电容放电电阻：阻值、功率；,安规测试主要内容及要求,了解基本的安规测试方法； 了解安规