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文档简介

1、安规就是产品认证中对产品安全的要求,包含产品零件的安全的要求、组成成品后的安全要求。安规其实是中国人自己的产物,国外一般会叫成regulatory。定义:产品从设计到销售到终端用户什么是安规?安规最佳的英文解释应当是Production Compliance。是指产品从设计到销售到终端用户,贯穿产品使用的整个寿命周期,相对于销售地的法律、法规及标准产品安全符合性。 这种产品安全符合性不仅仅包含了普通意义上的产品安全,同时还包括产品的电磁兼容与辐 射、节能环保、食品卫生等等方面的要求。她应当不仅仅是一种要求、一本标准、一张证书、 一份测试报告所能取代或能说明的,更应该是贯穿了产品生命周期的一种产

2、品安全责任和活 动。单纯地把安规理解为认证应当是片面的。认证只是评估产品符合性的一种手段或过程, 但是它不是必需的手段或过程。这种符合性应当在产品设计之初予以考核,经过但不一定经 过第三方通过测试,考察产品对相关法律、法规及标准的符合性,对可预见或不可预见的风 险进行评估,确保使用者在使用过程中尽可能地避免出现预见或不可预见的人身伤害或财产 损失。安规通过模拟终端客户可能的使用方法,经过一系列的测试,考核产品在正常或非正常 使用的情况下可能出现的电击、火灾、机械伤害、热伤害、化学伤害、辐射伤害、食品卫生 等等危害,在产品出厂前通过相应的设计,予以预防。关于很多人把安规理解成安全规范,其意思似乎

3、变成了单纯的法律法规及标准了(安全 的规范?),如果理解成安全+规范,似乎已经足以表达安规的大部分意思了。关于有的人认为她是一种技术壁垒和浪费,从经济上来说,她确实是一种技术壁垒,一 根经济杠杆;但从人文角度来说,她关乎人的生命和财产,是安全的有力保障!我们不应 当一味抱怨这是一种技术壁垒,关键是如何去突破这种壁垒,更重要的是也要为自己国门设 置适当的技术壁垒,一方面保护国人使用进口产品的安全,另一方面也有能力突破其他国家 的技术壁垒,让出口通畅,让进口安全!这可能也是我们安规人所肩负的长远责任!每个国 家有不同要求,而且是带有强制性的.安规其实分为很多部分,如产品相对于人的安全要求, 产品相

4、对于环境的安全要求,有的可能包含两大部分的安全要求。安规包含了美系和I EC系两大产品认证方向。美系以UL和CSA为代表,IEC系以CB为 总方向,最有名的又数欧盟的CE认证最具影响力,实际标准内容仍然是德国的GS最为严格。什么是安规测试?安全测试是测试产品在使用过程中可能给使用人带来的危害测试。安全测试的判断依据 主要是安全指标是否达到要求,而不是产品功能是否丢失为判断依据。最简单的判断就是是 否给使用人带来危险,比如机械伤害、跌倒、烫伤、烧伤、电击、划伤等对使用人的伤害。安规基础知识UL与VDE的安全标准有本质上的差异,UL规格比较集中在防止失火的危险,而VDE规格 则比较关于操作人员的安

5、全,对于电源供给器而言,VDE乃是最严厉的电气安全标准.下面的 安全件均需要有VDE and UL证书(如果到加拿大的机型还外加CUL证书):变压器(骨架、绝缘胶带、聚酯绝缘胶带)滤波器(骨架、绝缘胶带、聚酯绝缘胶带)光耦Y电容X电容PCB材质(并包括制板黄卡)可燃性塑胶材质(包括前面板、电源板支撑胶柱、电源板绝缘PVC、保险管座、电 源线插座VH-3等)保险管热缩套管大容量的电解电容各类线材空间距离(clearance) /电气间隙: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距离。沿面距离(Creepage ) /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

6、与设备防护界面之间的最短路径。防护界面(boundingsurface):电气防护外壳的外表面,对于可触及绝缘材料可以认为是在材料表面上压贴了金属箔那样的 表面。抗电强度:又叫电介质强度测试,英文为hipot test,大概是最多人知道的和经常执行的生产线 安全测试。实际上,表明它的重要性是每个标准的一部分。hipot测试是确定电子绝缘材 料足以抵抗瞬间高电压的一个非破坏性的测试。这是适用于所有设备为保证绝缘材料是足 够的的一个高压测试。进行hipot测试的其它原因是,它可以查出可能的瑕疵譬如在制造 过程期间造成的漏电距离和电气间隙不够。测试方法就是在交流输入线之间或交流输入与机壳之间将零电压

7、增加到3000V交流或 4200V直流时,不击穿或拉电弧就合格。温度:安全标准对电子电器的求很严,并要求材料有阻燃性,开关电源的内部温升不应超过 65C,比如环境温度是25C,电源元器件的温度应小于90C。但一般来说,不管是UL或 CE认证的测试中,都是按照元器件(特别是安全器件)的安全证书所标识的耐温限值为标 准。安规测试中表示温度单位为K (热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标,它规定 分子运动停止时的温度为绝对零度,记符号为K。),它是减去室温的才得出的结果。接地测试:亦称接地连续性测试,接地测试必须对所有一类产品(Class I)进行。测试的目的是 保证产品上的所有在单一绝缘失效的情

8、形下会变成带电体,并且可以被使用者接触到的导电 性部件被可靠连接到电源输入的接地点。换句话说,一个接地测试使用大电流的低电压源 加到接地回路来核实接地路径的完整性。通过测量连接在保护接地连接端子或接地触点和零件之间的阻抗来判断是否符合标准 要求,阻抗不超出产品安全标准确定的某个值则认为是符合要求的。一定要记住,从结构 和设计观点来看,用做保护接地的导体不应该包含任何的开关或保险丝。漏电流测aeakage current measurement)UL与CSA标准规格中需要所有露出的固定金属组件必须予以接到大地端而且经由连 接至地端的1500Q电阻器来测量漏电流;VDE标准规格则规定在1.06倍额

9、定电压下,由 15000电阻器与150nF电容器并联来测量漏电流.通过隔离变压器在电源的火线或零线与易触及的金属之间串接电流表开关电源的漏电流在260V交流输入下不应超过3.5mA。绝缘电 阻( insulation resistance)在VDE标准规格中,输入端与SELV输出电路之间需要有7.0M0的最小电阻值,而输入端与较容易受变动的金属组件之间,则需要有2.0M0的最小电阻值,而其外施电压则为1分钟 500Vac.SELV:安全特低电压电路(safety extra-low voltage circuit)其定义为具有适当保护设 计之次级电路,即在任意两个可能碰触组件之间或人体可能碰触

10、到任意组件和产品的接地保护端子之间电压不会超过42.4Vacpeak或60Vdc的次级电路;ELV:特低电压电路(extra-low voltage circuit)其定义为在导体与导体之间或导体对地之间的交流电压峰值不超过42.4Vac或直流电压不超过60Vdc的次级电路;危险电压(hazardous voltage):交流峰值超过42.4Vac或直流超过60Vdc的电压.对于PCB :正常状态下,若某点可得功率超过15W或工作电压超过50V,则阻燃等级需V-1以 上;若某点在工作电压超过400V的情况下可得功率超过15W,则阻燃等级需V-0,且厂家需 要有射出过程的认证(UL6500标准)

11、;正常状态下,若某点在工作电压超过50V,小于等于400V时,可得功率超过15W, 则阻燃等级需V-1以上;若某点在工作电压超过400V的情况下可得功率超过15W,则阻燃 等级需V-0 (EN60065标准)。保险丝额定值需标注在保险丝座旁边,格式例如“ T315mA L125V”板子上的变压器和滤波器,应贴有标注厂家名称(或商标)和型号的标签电路图中安全器件旁边要加上标志对于class I产品,初次级间用一个Y2电容即可;对于class II产品,要用两个 Y2电容串连或一个Y1电容a.初次级间绝缘要为加强绝缘,与周围外壳间距离亦要达到加强绝缘的要求;L,N之间,保险丝两脚位间要有基本绝缘。

12、具体数值需根据工作电压来定. (UL6500 标准);对于EN60065标准,大体与UL6500标准一样,不过由于电压一般为230V 左右,因此对于加强绝缘一般要求为6mm的距离,对于基本绝缘一般为3mm。具 体数值仍然要根据工作电压来确定(EN60065标准)。电源板上初次级间的距离 在设计时需考虑到最少要有6mm的安全距离对低压区的所有线材加以固定,以保证其距离高压电路(包括元件及布线)的爬 电距离及电气空隙必须保证大于6mm,例如:我司机型中给解码板供电的排线 就属于基本绝缘线体,因此其与电源板上的初级区域的安全距离必须保证在外加 2N的力施加在此排线上时,能有最少6mm的距离。同样,在

13、属于低压区域的所 有器件在施加2N的外力时能使其与高压区域的安全距离在最少6mm。对于需要绝缘垫片(PVC)的机型,其绝缘垫片的位置须保证高压区电路(包括 元件、布线及电源线尾部基本绝缘段)至上盖(或底板)的电气间隙大于6mm, 例如:在给机壳上盖施加20N的力的情况下,插在电源板上的电源线(及开关电 源线)尾端裸露的基本绝缘线体到机壳上盖的最短距离不能小于6mm,如果此最 短距离可能会小于6mm,则需加绝缘垫片PVC,并在加贴绝缘垫片PVC的情况下, 必须保证此裸露的基本绝缘线体距离到最近的机壳上盖导体(即PVC的边缘)不 能小于6mm;保险丝若为listed的,则可随意报备;若为recog

14、nized的,则报备前需做测试UL与CSA规格也提供可燃性标准,也就是所有PC板必被UL认可为94V-2或是更 好的材料,而VDE规格亦接受这些标准,可燃材料包括面壳,电源板等板卡支撑胶柱,各种 固定胶带等。.附注:防火等级优劣发泡塑料材料类:HF-1等级较HF-2优,HF-2等级较HBF优;一般材料:5V优于V-0,V-0优于V-1,V-1优于V-2,V-2优于HB.对于外壳:主体部分阻燃等级需为V-0,且厂家需有射出过程的认证(UL6500);外壳阻燃等级的要求一般要根据起火源对外壳距离的多少来确定(EN60065)。外壳的开孔在设计时应保证时悬挂的外来物在进入通风孔或其他孔洞时不会变成危

15、险 带电体,其中EN60065标准中要求用一个直径为4mm、长度为100mm的金属试验针插到孔内 来检验是否合格,其中以试验针一端悬空自由地插入,插入深度不超过其长度。对于变压器:在VDE标准规格中,对于变压器的设计,制造与利用都有较严格的规定,以满足大多数 其它国家的安全需求,在UL标准规格中,要求用在变压器结构中的所有材料,必须有94V-2 或是更好的额定值.变压器的绝缘(transformer insulation)变压器的绕组依照需求,必须以绝缘做物理上的分隔,在绕组线上的亮漆,瓷漆或洋漆涂 料,以及其它的金属组件,石绵与吸收水分的材料,在此需求的目的之内则不考虑绝缘.变压器的电介质强

16、度(transformer dielectric strength)当使用复合层的绝缘厚度时,任何两层之间必须能够承受电介质强度,测试时绝缘层接 触在一起且测试电位加于外部表面.变压器的绝缘电阻(transformer insulation resistance)绝缘用于变压器的结构中必须在绕组之间,以及在绕组与铁心和框架金属板之间,必须 有10MQ的最小电阻值,并在1分钟内提供500Vac电压.在设计变压器时,请保证变压器的次级绕组与初级管脚、初级绕组与次级管脚的爬 电距离须有6mm的安全距离(可以通过增加白色的绝缘胶带Margintape宽度或全部管脚加 上套管Tube来实现),并同一极性

17、的绕组间应有两层绝缘胶带Tape。变压器的标签上需要标上商标(trade mark)或生产商的厂名(manufacturer name)。对于绝缘材料:要保证开关的防触电保护,就必须有可靠的绝缘结构,而绝缘材料的安全性又是保证绝 缘结构可靠性的基础,因此,绝缘材料的选用应考虑:支承、覆盖或包裹带电部分的部件,不得由于受热而危及其安全性,必须选用有足 够耐热能力的材料;a-对双重绝缘,其基本绝缘或附加绝缘的厚度应至少为0.4mm。当加强绝缘不承受在正常工作条件和故障条件的温度下可能会导致绝缘材料变形 或劣变的任何机械应力时,则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。电线或电缆中的危险带电导体与可触及

18、零部件之间,或者危险带电零部件与电线 或电缆中和可触及导电零部件连接的导体之间的内部导线绝缘,如果是由聚氯乙 烯材料制成,则厚度至少应为0.4mm。在DVD中,下列零部件之间应具有双重绝缘:可触及零部件与电线或电缆中和电网电源导电连接的电线或电缆的导体之间; 电线或电缆中和可触及导电零部件连接的导体和与电网电源导电连接的零部 件之间。安规的基本测试:1、高压测试:Dielectric Voltage withstand test高压测试为一种国际安规认证机构所要求的必测项目,产品须于 出厂前做百分比的测试,它对产品而言,为品质的保证及电气安全性的指标,其测试方式是将一 高于正常工作电压的异常电

19、压加在产品上测试,并且这个电压须持续一段时间,最后判定只要无 绝缘崩溃情形,即可算是通过此测试2、绝缘阻抗测试Insulation resistance test绝缘阻抗于相关的两点施加直流电压,最高可达1000伏特,通常使用单 位为欧姆,可判定良品及不良品3、接地阻抗测试Ground bond test接地阻抗测试为测试产品的接地点,对产品的外壳或者金属部分,施加一个恒 流电源来测试两点间的阻抗大小,一般产品规定测试25安培,阻抗不得大于0.1欧姆,而CSA 则要求量测40安培检测,可检测出接地点螺丝未锁紧,接地线径太小,接地线路断路等问题4、泄露电流测试Touch current test

20、是指当设备供应电流时,流经设备金属可接触部分经人体至接地部分或可接触 部分的电流。5、输入测试:安规输入测试目的是考察产品设计时考虑输入是否满足产品在正常工作时,输入电路是否能够承 受产品工作时需要的电流。在产品标准里面规定是:最大功耗的输入电流不能大于产品标称值的 110%。这个标称值也是告诉用户该产品安全工作需要的最小电流,让用户在使用这个设备前要 准备这样的电气环境。6、安全标识的稳定性测试:对用户使用安全的警告标识,必须是稳定可靠的,不能因为使用一段时间后,变得模糊不清,而 导致用户错误使用,而导致危险,或直接导致危险发生。所以需要测试这个稳定性。在安全标准 里面规定是:用水测试15S

21、,然后用汽油测试15S,标识不能模糊不清。7、电容放电测试:对一个电源线可以插拔的设备,其电源线经常会被拔出插座,拔出插座的电源插头,经常是被人 玩,或任意放置。这样导致一个问题,被拔出的电源插头时带电的,而这个电随时间而消失,如 果这个时间太长,那么将会对玩插头的人造成电击,对任意放置的电源插头会损坏其它设备或设 备自己。因此各个整机安全标准对这个时间作出严格的规定。我们设计产品要考虑这个时间,产 品作安全认证需要测量这个时间。8、电路稳定测试:SELV电路SELV电路,就是安全地电压电路,这个电路对使哟个人员就是安全的,例如手机充电器的直流 输出端,到手机,它们是安全的,可以任意触摸不会有

22、危险。注:SELV电路在不同的标准里面有不同解释,例如在IEC60364里面解释与IEC60950-1是不同的, 因此关于SELV需要注意在哪个标准下面,其危险也是不同的。SELV电路需要满足特殊的要求,才能是SELV电路,这些要求是,在单一故障是,仍然是满足SELV 电路要求的。因此对每一个SELV电路都需要做单一故障下的测试,证明是SELV电路是稳定的。 测试时是将单一故障逐一引入,监视SELV电路O9、限功率源电路由于限功率源电路输出的功率很小,在已经知道的经验中,它们不会导致着火危险,因此在安全 标准中,对这类电路的外壳作了专门降低要求规定,它们阻燃等级是UL94V-2。因此有这类电路

23、 都需要测量,证明它们是限功率源电路。10、限流源电路搞过电工的人知道,AC220V电路经过一定的电阻之后,对人就没有危险了。那么究竟是多大的 电阻,和电阻有什么样的要求。可能大家就不知道了。在安全标准里面就有这个规定,这个规定 就是限流源电路。限流源电流,要求在电路正常和单一故障下,流出的电流是在安全限值以下的, 对人不会导致危险小于0.25mA。对于隔离一次和二次电路的电阻是要求满足专门标准的耐冲击 电阻。11、接地连续测试:搞过电气安装的人知道,有些设备必须接地,否则将在其可以触摸的表面有危险电压。这些危险 电压必须通过接地释放。安规测试规定需要使用多大的电流,多久时间,测量的电阻必须小

24、于 0.1欧姆,或电压降小于2.5V (有条件使用这个值)。12、潮湿测试:潮湿测试没,是模拟设备在极端环紧下,设备的安全性能。设备在制造出后,是在任何湿度下都 能安全运行的,不能因为是雨季,湿度大而告诉用户设备不能使用。因此在设计时必须考虑设备 在可以预见的湿度下满足安全要求,因此湿度测试是必须的。测试要求根据标准不同,有少量的 差异。13、扭力测试:扭力测试是设备外部导线在使用中,经常受到外力作用弯曲变形。这个测试就是测试导线能够承 受的弯曲次数,在产品生命周期内不会因为外力作用发生断裂,AC220V电线外露等危险。14、稳定性测试:设备在正常使用中,常常会有不同的外力作用,比如:比较高的

25、设备人会靠住它,或有人在维护 时攀爬它;比较矮的设备,外形如同凳子式的,有人可能会站在上面等。由于设备受到这些外力 作用,设备在设计时没有考虑周全会导致设备倒塌,翻转等危险。因此设备设计完成后需要做这 些测试。检查它们满足安全要求。15、外壳受力测试:设备在使用过程中,会受到各种外力作用,这些外力可能会使设备外壳变形,这些变形可能导致 设备内部的危险,或指标不能满足要求。因此在设计设备时必须考虑这些影响,安全认证时必须 测试这些指标。16、跌落测试: 小的设备或台式设备,在正常使用中,可能会从手中或工作台跌落到地面。这些跌落可能会导致 设备内部安全指标不能达到要求。因此在设计设备时必须考虑这种

26、影响,在安全认证时需要测试 这些指标。要求是设备跌落后,功能可以损失,但是不能对使用人员造成危险。17、应力释放测试:设备内部如果有危险电路等,设备在正常使用中,如果外壳发生变形,导致危险外露,这样是不 允许的。此在设计设备时必须考虑这些影响,安全认证时必须测试这些指标。18、电池充放电测试:如果设备内部有可充电电池,则需要做充放电测试,和单一故障下的充电测试和过充电测试。这 是因为设备在正常使用中,充电和放电,以及设备有故障,但是主要功能还没有损失,使用人员 不会发现设备故障的,这种情况下,冲放电要求是安全的,不能因此而发生爆炸等危险。19、设备升温测试:(正常工作下内部和外部表面的温度)安

27、全测试中,温升测试最为重要,虽然测试使用设备仪器与人工气候环境测试相同,但试考察项 目和测试器件和目的有很大区别。人工气候环境主要考察设备的适应性和可靠性。而安规考察的 是设备是否可以安全地工作。这里举一例来说明它们区别:安规测试主要测试安规器件的温度, 比如绝缘材料在正常情况下工作温度,这个温度在最高的设备允许工作温度下,要小于绝缘材料 的最大允许温度。如在25C环境下测试绝缘材料温度是100C,而绝缘材料只能在130以下安 全运行,这是定义设备允许的最高工作温度很关键,如果设备是50C的环境温度,那么绝缘材 料换算到50C的环境温度测试温度应该是125 C,满足小于130C要求,测试通过。

28、如果设备时 60C环境温度,那么换算到60C的环境温度测试温度应该是135 C,大于130C要求,测试不通 过。同样其它的安规器件也需要测试工作温度。以判断是否满足要求。20、球压测试:作为支撑带危险电压的绝缘材料或塑料件,需要做球压测试,以保证在危险电压部件在高温工作 时,塑料件有足够的支撑强度。测试温度是最高温度加上15C,但是不小于125C。球压时间 是在要求温度下保持1H。安规测试仪用于高电压元、器件的耐压测量试验(用交、直流耐压仪),如硅堆等。主要是用来 检测产品是否漏电、是否接地良好、会不会伤害人身安全的专用,主要检测项目有电压、泄漏电 流、绝缘电阻和接地电阻。注意的是直流高压输出

29、是负电压,而地为正极。测试电容时,在电容器两端加上电压时有一充电 过程,此时在测试电路中有一充电电流,当该电流大于所设定的漏电电流值时,耐压测试仪就会 报警,使测试中断,无法进行。因此,安规测试仪在测试时,应缓慢增加电压,充电电流小于所 设定的漏电电流值,直到规定测试电压,进行测试。而不能采用固定电压,复位一启动方式进行 测试.在交流回路中相当于直流回路中的电阻,因此,安规测试仪在交流回路中就产生一个电流, 当该电流大于所设定的漏电流值时,耐压测试仪就会报警,使得测试中断,无法进行。因此,在 测试前,应先计算好电容器的容抗(Xc),再算出在测试电压下的回路电流值,然后调节耐压测 试仪漏电流预置

30、值,使其略大于回路电流值,再进行测试。J)测试电缆等分布电容大的元件(设 备)要等同于电容器测试。目前可对下列产品进行安全试验:信息技术设备(国家标准GB4943-2001 一相对应的国际标准IEC60950 UL60950)微型电子计算机、便携式计算机、学习机、电脑游戏机、CRT和液晶显示器、投影仪、打印 机、开关电源、充电器、电源适配器以及计算机外围设备、UPS电源等。上述设备使用的变 压器、印制板等元器件。音频、视频及类似电子设备(国家标准GB8898-2001 相对应的国际标准IEC60065 UL6500)彩色或黑白电视机(含液晶、等离子及背投电视机)、单声道和立体声收录音机、组合音响、 音频功率放大器、汽车收放机、电唱机、电子琴、CD唱机、VCD视盘机、超级VCD视盘机、 DVD、MP3播放机、家庭影院用音频功率放大器、有源音箱、语言复读机、机顶盒、音视频 设备配套的电源适配器等。上述设备和信息技术设

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