电子产品安规要求

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（Functionalinsulation)（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（Basicinsulation）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（Supplimentaryinsulation）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（Doubleinsulation）对防电击提供双重保护的绝缘。D=S+B•五、加强绝缘（Reinforceinsulation）对防电击提供双重保护的绝缘。R=D绝缘类型•六、保护接地（ProtectiveEarthing)可以作为一重防电击保护。绝缘类型的防电击性能绝缘类型提供的防电击保护等级工作绝缘（F）0基本绝缘（B）1附加绝缘（S）1双重绝缘（D）2加强绝缘（R）2保护接地（PE）1防电击绝缘组合•提供双重保护的绝缘组合B+S=DR=DB+PEB+B≠D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)电流（A）时间(s)0.11610.0367100.0232250.01460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、IEC60950-1办公室环境60Vdc,42.4Vpeak,30Vac2、IEC60950-22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0.1~0.3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Ⅰ600≤CTI类别Ⅱ400≤CTI＜600类别Ⅲa175≤CTI＜400类别Ⅲb100≤CTI＜175对于不能提供材料CTI值的证明，材料类别按照Ⅲa计算。安装类别（过电压等级）•安装类别Ⅳ：初级电源水平级。如：架空线。•安装类别Ⅲ：配电及控制水平级。如：配电干线。•安装类别Ⅱ：负载水平级。如：控制电动机用电器。•安装类别Ⅰ：信号水平级。如：低压电子逻辑系统。瞬态电压值额定电压（V）额定脉冲电压（V）安装类别Ⅰ安装类别Ⅱ安装类别Ⅲ≤50V33050080050V和≤150V80015002500150V和≤300V150025004000注：对于多相器具，以相线对中线或相线对地的电压作为额定电压。绝缘配合的确定•考虑要素——工作电压（rms、DC、orpeak）——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CLASSA；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：零部件最高温度（℃）CLASSA（105）100CLASSE（120）115CLASSB（130）120CLASSF（150/？155）140CLASSH（180）165用热电耦测试时，温度限值应该减少10℃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CLASSA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”InternationalProtection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