1、安规基础知识,Kevin-Chen2007.02.19,一.安规介绍,1.定义: 为了保证人身安全,财产,环境等不受伤害和损失,所做出的规定. 2.安规所涉及的要求: a.电击 b.火灾 c.电磁辐射 d.环境污染 e.化学辐射 f.能量冲击 g.化学腐蚀,一.安规介绍,h.机械伤害和热伤害 3.世界主要安规体系 a.IEC体系-以欧盟代表 b.UL体系-以美国为代表 尽管这两个体系各自独立,但现在有互相承认,走向一致的趋势. 4.安规认证 安规认证其实是一种技术壁垒,世界各国为了限制別国的产品进入本国,都对安规有不同要求,而且是帶有强制性的. 常见的安规认证,一.安规介绍,a.UL美国 b.
2、TUV,VDE,GS德国 c.CCC中国 d.PSE日本 e.CE欧盟 f.KETI韩国 g. -丹麦 h. -挪威 i. -芬兰 j. -瑞典,D,N,F,S,二.安规认证的申请流程,1.向安规认证机构提交申请资料. 2.安規认证机构会在承諾的时间内给予是否接受申请的答覆. 3.安规认证结构接受申请后,申请人开始送样接受安规测试. 4.如果样品通过安规测试,安规认证机构安排工厂检查(UL叫IPI),如果未通过测试,则退回申请人,申请人对未通过测试的项目进行改善,然后再重新送样测试,如果第二次未通过,则需要重新申请. 5.工厂检查通过,安规认证机构颁发认证证书或安规标志使用授权书,申请人可以在
3、获得认证的产品使用认证机构的标志.,二.安规认证的流程申请,如果工厂检查未通过,认证机构会给申请人一段是进行整改,整改结束后进行复查,复查若未通过,则須重新申请. 6.以后认证机构对获得认证的产品转入跟踪检查,UL一般是一年四次,CCC是每年一次,其他认证机构的周期也大都为1年1次.跟踪检查主要检查产品的一致性,但象CCC,TUV等还对品质系统进行审查.,三.基本安全理念,什么样的产品才是安全的? 基本理念: 消费者在正常使用中, 即使是由于不小心或误操作产品也不会对人体生命及财产造成伤害. 产品中使用的元器件的可靠程度将会直接影响到整个产品的安全性. 产品安全是相对的 - 潜在危害的预判(可
4、能发生的几率及危害程度) - 产品成本的承受(消费者对产品的期望) - 法律法规的限制(环保要求) - 社会科学的发展(以人为本的趋势),涉及安全性规范的危害是什么? - 触电危险 - 机械伤害 - 高温过热伤害 - 火灾危险(包括爆炸与自燃) - 辐射伤害 - 化学腐蚀伤害 涉及人身健康的其他危害: - 噪声 - 振动 - 灰尘 - 人体工程 (人机交互，可操作性等) - 污染（特别是与食品接触的材料),四.重要安规概念,绝缘分类: 基本绝缘(Basic insulation ):提供对带电件的基本防触电保护 附加绝缘(Supplementary insulation):独立于基本绝缘,在基
5、本绝缘损坏时提供防触电保护. 双重绝缘(Double insulation):基本绝缘+附加绝缘. 加强绝缘(Reinforced insulation):等效于双重绝缘.(基本绝缘) (附加绝缘),安规电路介绍: 交流电网电源(AC Mains Supply): 给设备供电的外部交流供电系统 一次电路(Primary Circuit): 直接和交流电网电源相连的电路 二次电路(Secondary Circuit): 不与一次电路直接连接，而是通过隔离装置或电池供电的电路. 防触电保护等级: Class I 设备:依靠基本绝缘和保护接地共同保护 Class II 设备: 没有保护接地,不仅仅依
6、靠基本绝缘,还依靠额外绝缘保护(如双重绝缘和加强 绝缘)保护 Class III 设备:产品依靠安全特低电压(SELV)供电,没有危险电压产生. 安全特低电压( SELV), 指导体之间及导体对地之间不大于42V，不带负载状况不大于50V之电压.若该电压转换自电网电压.必须通安全隔离变压器或其它分离绕组的转换器.分离绕组之间要满足双重绝缘或加强绝缘的要求。,安规电路介绍: 交流电网电源(AC Mains Supply): 给设备供电的外部交流供电系统 一次电路(Primary Circuit): 直接和交流电网电源相连的电路 二次电路(Secondary Circuit): 不与一次电路直接连
7、接，而是通过隔离装置或电池供电的电路器具分类（按电源线连接方式）： X连接: 易于更换的连接方式,如特殊制备的电源线. Y连接:只能由制造厂或特定人员更换电源线的连接. 同X连接的区别在于更注重生产厂家的自我声明以及通过相关试验. Z 连接: 只有严重损坏才可以更换电源软线.,五.电子产品的安规基本要求,1.耐压(抗电强度)防止电击伤害 2.绝缘电阻防止电击伤害 3.接地电阻防止电击伤害 4洩漏电流防止电击伤害 5.电磁兼容抗电磁干扰能力和对其他电子产品的影响 6.耐火阻燃防止火灾危险 7.机械结构防止机械结构缺陷引起的损伤,灼伤等. 8.能量冲击防止因为大电流引起火灾或电弧灼伤,六.电子产品
8、在制程中的 安规要求,1.耐压主要考量产品在异常高压下,绝缘系统的承受能力.工作电压低于50V,一般不进行耐压测试. a.耐压一般与产品的工作电压有关. 通常用的计算公式: 1)交流:1000+2*额定工作电压 2)直流(1000+2*额定工作电压)*1.4 以上是普通绝缘用的试验电压,如果是双重绝缘,則实验电压为普通的2倍. 如果计算出来的结果不是100的整数倍,则取大不取小 例:额定工作电压为220V,普通绝缘的试验电压为:交流:1000+2*220=1440V,此时试验电压当取1500V,六.电子产品在制程中的 安规要求,而不是采用四舍五入. b.洩漏电流的設定 一般设定为510mA,最
9、大不超过100mA,根据不同的行业有不同的要求,如医疗器械的洩漏电流一般为1mA. c.测试时间的设定 一般试验设定为1分钟,产线上可考虑缩短,但一般爬升时间不得低于1秒.缩短测试时间时,应采用更高的试验电压.根据UL的规定,可以有如下关系转换: 交流(1000V+2*额定工作电压)*1.2 直流(1000V+2*额定工作电压)*1.4*1.2 2.绝缘电阻主要考量产品的绝缘性能,六.电子产品在制程中的 安规要求,绝缘电阻的试验电压一般采用直流电压,通常采用500V,绝缘电阻不低于10M Ohm,测试时间一般也为1分钟.如需缩短测试时间,可参照耐压测试进行调整. 3.洩漏电流主要考量在最大工作
10、电压和最大工作电流的情況下,产品由于分布电容或绝缘特性引起的,向大地或可接触介面洩漏的电流,这与产品的绝缘有关. 洩漏电流的最高限值一般为1mA.测试时间一般也为1分钟. 4.接地电阻主要考量产品发生绝缘崩溃,或正常工作情況下洩漏的电荷,能把这些电荷迅速导入大地的能力,这属于一种保护措施,这在沒有接地的产品中不做考量.,六.电子产品在制程中的 安规要求,接地电阻要求越小越好,一般的单体接地电阻不允许大于0.1Ohm,系统接地总电阻不允许4 Ohm,系统中接地点之间的连续性电阻不允许大于0.01Ohm. 根据经验,如果耐压试验通过,那绝缘电阻测试一般也会通过,但绝缘电阻试验通过,但不能代表耐压试
11、验也会通过. 在大规模生产的情況下,产线一般只要测试耐压即可,绝缘电阻,洩漏电流和接地电阻只是在抽查时进行试验. 5.安全距离(safety distance) 安全距离包括爬电距离和电气间隙.,六.电子产品在制程中的 安规要求,爬电距离帶电导体之间沿绝缘表面的最短距离.电气间隙帶電導體之間的空间最短距离.安全距离是耐压,绝缘电阻,洩漏电流的保证之一,电气间隙主要由电器的工作电压,产品污染等级决定,爬电距离主要由工作电压,污染和材料特性决定. 安全距离最低限值与产品的工作电压有关,请参见下表.,六.电子产品在制程中的 安规要求,六.电子产品在制程中的 安规要求,泄露,击穿(崩溃)和电弧之间的差
12、异:泄露就是绝缘系统泄露的电流,击穿(崩溃)是指通过或者跨越绝缘系统的破坏性放电,其导致通过绝缘系统电流突然增大,电弧是在过量的泄漏流过时可能出现也可能不出现的的一种情况,当被测设备的某一区域的绝缘系统试销,因而电压自一导体表面向另一导体表面闪电就出现电弧.电路的阻抗可能高得足以限制流过的电流,因而不导致绝缘的完全失效,电弧的强度和它的持续时间决定高压测试何时探测出失效情况.,六.电子产品在制程中的 安规要求,接地连续性测试和接地阻抗测试差异: 接地连续性测试(Ground Continuity test)主要为了测试导通,测试设备为接地阻抗测试仪. 接地阻抗测试(Ground Bond te
13、st)是检测接地连接是否可靠,是否具有承受高电流的能力,大部分标准要求从产品的接地端(保护接地)到导体表面的阻抗不能超过0.1Ohm.耐压测试与泄露测试的漏电流差异: 高压测试(Hipot):利用高压对产品的绝缘加压,以确定是否产品的绝缘强度足够防止过量的泄露电流. 泄露电流测试:是量测产品在使用条件,在正常和电源单一故障状态下所流经产品的泄露电流量.,六.电子产品在制程中的 安规要求,6.电磁兼容(EMC) 电磁兼容的要求测试项目比较多,一般要求为: a.传导干扰及抗干扰 b.辐射干扰及抗干扰 c.抗静电 d.抗雷击 e.抗浪涌或电压突变等 因传导干扰,辐射干扰需要专用而且庞大复杂的测试设备
14、,一般采用定期抽查并委托有能力的测试机构进行.电磁兼容现在已成为安规的一个极其重要的要求,许多国家以将其列为強制性项目,并且独立开展电磁兼容认证EMC认证.,六.电子产品在制程中的 安规要求,7.耐火阻燃 要求产品本身不能起火燃烧,在外界存在火源时可以一起燃烧,但一旦外界火源消失,产品应立即停止燃烧.現在电子产品通行的防火等级是采用UL94中的V-0. 8.机械结构伤害和热伤害 电子产品由于在结构上存在缺陷,如有锋利的锐边,尖角,毛刺容易造成人体的伤害,开孔过大或安全距离不够容易触及內部带电的部件造成电击伤害,防护措施不当造成动作部件伤害人体,散热措施不当容易灼伤人体. 一般來说,在大规模的生
15、产中,除了耐压和绝缘电阻可以在线测试外,其他项目均采取定期抽查或委外试验.CCC认证規定,产品要进行定期确认检验,至少每年进行一次.,六.电子产品在制程中的 安规要求,9.电子产品常见的安规零部件 a.保险丝 b.导线 c.X电容和Y电容 d.高压电容 e.变压器,电感 f.压敏电阻 g.塑胶部件 h.绝缘隔离物 i.PCB板 j.Model label或铭牌 k.警示标志,六.电子产品在制程中的 安规要求,l.光电耦合器 m.外壳 安规零部件是安规认证机构重点管控的部分之一,任一家安规认证机构都会对获得认证的产品开出一份安全关键件清单,安規认证机构会根据这份清单进行一致性检查.凡是在清单中注
16、规格型号和生产厂商的,都必须使用规定的厂商和规格型号,未注明厂商但注明规格型号的,还有可能指定要求获得相应的认证的,必须使用规定的规格型号,并需获得相应的认证.安全关键件发生变更,必需向安规认证机构申请报备,只有在获得批准认可后,才可变更,有時还必须重新送样试验,试验通过后,才能正式变更.,七.元器件的要求塑料件,美标对塑料件有严格的要求，一般美标塑料件有以下两种用途 1、塑料件作为电气绝缘材料使用：漏电起痕指数(CTI), 绝缘电阻，高电流拉弧点燃试验(HAI)，热丝点燃试验(HWI),灼热丝点燃试验(GWI) 2、塑料件作为外壳使用：易燃性，燃烧速度，火焰蔓延速度，冲击，负载，变形，老化R
17、TI：Relative Thermal Index 材料暴露在不同环境中时，其性能随时间的延续而 劣变而性能劣化的主要原因往往是材料暴露在热环境中。RTI表示材料在一个适当的周期内保持持性(物理性能、电气性能等)不变的最高温度。,七.元器件的要求塑料件,HWI：Hot-Wire Ignition 电阻丝引燃试验：电气设备在正常操作或非正常操作的某些条件下，电线、其他导体、电阻器或其他部件会异常发热。当这些过热部件与绝缘材料紧密接触时，绝缘材料可能出现燃烧。 对于一给定材料，HWI以平均引燃时间表示。平均引燃时间范围（s） PLC分级120 IT 060 IT 120 130 IT 60 215
18、 IT 30 37 IT 15 40 IT 7 5,七.元器件的要求塑料件（美标）,HAI: High-Current Arc Ignition 高电流拉弧引燃试验：电气设备在某些正常或非正常操作时，绝缘材料可能临近于飞弧处，如果电弧大且持续时间长，绝缘材料将会燃烧。 HAI以平均引燃电弧次数表示引燃的平均起弧次数 （NA） PLC分类120 NA 060 NA 120 130 NA 60 215 NA 30 30 NA 15 4,七.元器件的要求塑料件（美标）,耐燃特性试验 水平燃烧试验：HB：Horizontal Burning Test 垂直燃烧试验: V：20mm Vertical B
19、urning Test （V-0、V-1、V-2） 20mm火焰垂直燃烧试验 VTM：Thin Material Vertical Burning Test （VTM-0、VTM-1、VTM-2） 20mm火焰，垂直燃烧试验，对于有些材料过薄，易变形、收缩等，使用VTM 5VA、5VB：500W (127mm) Vertical Burning Test 127mm火焰垂直燃烧试验,八 .IPXX等级,第一个特征数字所表示的防护程度 0 - 无防护，即无特殊防护性能 1 - 防止 50 毫米以上的固体物质进入 2 - 防止 12 毫米以上的固体物质进入 3 - 防止 2.5 毫米以上的固体物质
20、进入 4 - 防止 1.0 毫米以上的固体物质进入 5 - 防尘，即不能完全防止尘土的进入，但进入的尘土的量不致会影响设备的正常工作。 6 - 密封防尘，即无尘土进入一定水压中工作,不会产生有害影响。 (参考标准为IEC60529),第二个特征数字所表示的防护程度 0 - 无防护，即无特殊防护性能 1 - 防滴水，即水滴 (垂直下落的水滴) 无危害影响 2 - 防淋雨, 倾斜15, 淋雨试验无危害影响 3 - 防洒水，即水由与垂直方向成 60的角洒下时无危害影响 4 - 防溅水，即水由各个方向(360) 溅在外壳上时无危害影响 5 - 防喷水，即用喷管由各个方向对外壳喷水时应无危害影响 6 - 防波涛涌的海水，,
