开关电源类产品设计的安全规范.docx

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开关电源类产品设计的安全规范

安全管理文书

开关电源类产品设计的安全规范

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开关电源类产品设计的安全规范

1.范围

1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。

1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。

2.主要参考资料

2.1IEC60950-1999：

信息技术设备的安全。

2.2IEC61000-4（所有系列）：

电磁兼容--试验和测量技术。

2.3IEC61000-3-2-1998：

电磁兼容第3部分：

限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波

电流限值（设备每相输入电流≤16A）。

2.4IEC61000-3-3-1998：

电磁兼容第3部分：

限值第3章标称电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。

2.5IEC60384-14-1993：

电子设备用固定电容器 第14部分：

分规范 拟制电源电磁干扰用固定电容器。

2.6CISPR22-1998：

信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。

2.7CISPR24-1997：

信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。

2.8IEC60695-10-2：

1995：

着火危险试验第10部分：

减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法 第2部分：

用球压试验测试非金属材料构成产品的耐热方法。

2.9IEC61140-1997：

防电击保护 设备和安装的一般要求。

2.10IEC60227-1997：

额定电压450V/750V及以下PVC绝缘电缆。

3.标记和说明

3.1电源额定值：

成品要清晰地标有电源额定值，它包括下列项：

额定电压或额定电压范围（V）；

电源性质符号：

AC（～）、DC（ 

额定频率或额定频率范围（Hz）；

额定电流（mA或A）；

Ta值（如果是25℃，可不标）；

IP指数（如果是IP00、IP20或普通防护类的设备，可不标）；

0公司名称或商标或识别标记；

机型代号或型号标志；

符号回（仅对Ⅱ类设备用）；

安全认证标志和控制号等等。

3.2安全说明：

给设备使用人员提供足够的信息，包括使用条件，以便按照0公司的预定操作设备时不会出现安全范围内的危险。

必要时，应配有设备的操作、安装、维修、运输或贮存等相关的说明，避免引起危险，或者由客户整机面对消费者体现于使用说明书。

3.3熔断器、接线端子、控制装置和指示器：

对熔断器、接线端子、控制装置和指示器，要有相关的标识（也含相应正确符号、位置，如保险符号口）。

4.一般要求和试验一般条件

4.1一般要求：

4.1.1产品设备的设计和结构能确保各种条件下，包括正常使用、异常使用或单一故障情况下，都能提供保护以减少由于电击和其它危险造成人身伤害，防止产生起火，确保在预定要连接的任何额定电压下工作时都是安全的。

4.1.2设备工作环境要求：

温度0～40℃，湿度20%～90%RH，气压86～106KPa。

4.1.3安全电压：

它是指不会引起电击危险的电压，即在正常工作条件下为≤42.4VACPeak或者60VDC，在故障工作条件下为≤71VACPeak或者120VDC。

4.1.4限流电路：

它是指作适当的设计和保护的电路，使得在正常工作条件下和单一故障条件下，能从该电路流出的电流是非危险的电流。

符合限流的限值规定如下述：

频率不超过1kHz时，在限流电路中的任何两个零部件之间或任何这样的零部件与地之间接一个2000Ω±10%的无感电阻器，流过该电阻器的稳态电流不应超过0.7mA峰值或2mA直流值。

频率高于1KHz时，则该0.7mA限值应乘以kHz为单位的频率值，但不应超过70mA交流峰值。

电压U不超过450V交流峰值或直流值的零部件，其电路的电容量不应超过0.1uF。

电压U超过0.45kV交流峰值或直流值,但不超过15kV交流峰值或直流值的零部件,其电路的电容量不应超过45/UnF,其中U的单位为Kv.

电压U超过15kV交流峰值或直流值的零部件,其电路的电容量不应超过700/U2nF,其中U的单位为Kv.

4.1.5受限制电源：

受限制电源应装有隔离变压器，它的输出电压为安全电压，即≤30VACrms或60VDC，并且输出电流和相关功率及过流保护装置的额定值要符合附表中的相应规定。

4.2试验的一般条件：

4.2.1试验样品：

试样是准备交给客户或用户的代表性样品。

4.2.2试验用的工作参数：

试验是在正常使用范围内的下列参数最不利的组合条件下进行的：

电源电压、电源频率、设备的装配状况和活动零部件位置、调节控制装置状况和工作方式。

4.2.3试验环境温度以25℃为基准，也可在20～30℃范围內变动，但要监测和作好记录。

4.2.4故障和异常试验条件：

一次仅能施加一个故障条件，例如短接一个电容或二极管等。

5. 电气技术参数规格（按产品设计时体现在客户承认书的各项指标为准）,它应包括下列额定指标、质量指标、经济指标：

5.1输入参数特性

5.1.1额定电压：

如（230V或120V）；

5.1.2输入电压范围：

如（90～260Vmax；或100-240Vnominal）；

5.1.3额定频率:

50HZ或者60Hz；

5.1.4频率范围:

（如47～63HZ）；

5.1.5稳态输入AC电流（不能超出额定电流的10%）或功率；

5.1.6效率；

5.1.7功率因数。

5.2输出参数特性

5.2.1额定电压；

5.2.2电压范围；

5.2.3输出负载电压（满负载时）；

5.2.4输出空载电压；

5.2.5额定功率；

5.2.6起动瞬间电流；

5.2.7输出电流；

5.2.8输出纹波电压（满负载时）；

5.2.9稳压精度。

5.3附属功能

5.3.1过压保护；

5.3.2过流保护；

5.3.3欠压保护；

5.3.4过热保护；

5.3.5自动控制；

5.3.6状态显示。

5.4温度系数

5.5电磁兼容（EMC）

5.5.1设备的传导、辐射和谐波电流限值可参照相应附录表中规定。

销往欧洲的产品，则静电放电、浪涌、传导抗扰性、辐射抗扰性、电气瞬变、磁场抗扰性、电压波动、电压跌落和短时间断，应符合相关的欧洲标准规定,试验要求可参照附录。

5.6电气原理图

5.6.1电路图（略）:

要注明各主要电路元件的名称或代号。

6.材料和结构

6.1外形尺寸、外观和颜色：

参照工程设计的资料规定,如果客户有特殊要求的,则要符合客户所提供的特殊资料规定，同时也要满足安全要求。

6.2结构图（略）：

要列明各部件的名称和材料规格、型号、料商等。

6.3稳定性、机械强度和防护：

6.3.1正常使用条件下，设备的各单元部分和结构上要稳定固定、连接可靠，不能有不稳定的危险出现。

6.3.2设备应有足够的机械强度、机械防护，满足相应的机械强度试验要求；除了作为外壳用的零部件以外的元件和零部件应能受10N的恒定作用力，无不良；外部防护罩应能受250N的恒定作用力5秒钟，无不良；由外部防护罩或门来保护的使用人员可触及的外壳零部件，应能受30N的恒定作用力5秒钟，无不良。

6.3.3设备应无引起危险的棱缘和拐角等装置。

6.3.4直插式设备的电源插头处于垂直平面內施加到插座上的附加力矩不应超过0.25N.m。

6.3.5设备各部件工作中不能有过高的温度，以致引起点火危险，温升要符合规定（参照附表）。

6.3.6接地装置应有接地保护。

6.3.7绝缘材料件应有良好的电气绝缘特性，防止出现电气击穿危害。

6.4材料和元器件

6.4.1设备中的温控装置、变压器、互连电缆、电容器、电阻器、二极管、三极管、IC、光耦合器、开关及PCB等类似件都应符合相应的元器件国家或行业标准要求。

对初级电路的电容器，如果其标称的容量超过0.1uF,则该电容器的放电时间常数不应超过下列规定值:

a.对A型可插式设备为1S；b.对永久性连接式设备和B型可插式设备为10S。

时间常数是指等效电容量（uF）和等效放电电阻值（MΩ）的乘积。

6.4.2设备中各元器件及外壳的材料应有相应耐热、防火、防电击和足够机械强度的特性，符合相关的球压、高低温冲击及机械滥用试验。

一般情况下，防火防护外壳的可燃性等级应为V-1级或更好；防火防护外壳外侧的元器件和零部件，包括机械防护外壳和电气防护外壳的可燃性等级应为HB级或更好的；防火防护外壳内的元器件和零部件，包括机械防护外壳和电气防护外壳的可燃性等级应为V-2级或更好的；空气过滤装置和大于4KV高压的元器件的可燃性等级应为V-2级或更好的。

6.4.3绝缘材料应考虑到它的电气、温度、机械强度、工作电压频率和工作环境（包括温度、压力、湿度和污染）的要求，应能满足相应的功能、基本、附加、加强及双重绝缘的要求。

6.5电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离

6.5.1绝缘应用位置和相应间隙、爬电距离、绝缘穿透距离（包括PCB）应符合IEC60950-1999标准中相关的规定，参看附录表中规定。

6.5.2对特殊部位要求，应符合特别规定，如单极断切开关的接触间距至少为3mm，对温控器、热熔断器、过载保护器、微间隙结构的开关等类似元件，可以不满足IEC60950-1999标准中所列的间隙规定值。

6.6布线、连接和供电

6.6.1布线

6.6.1.1布线的电流标称值：

设备在正常负载条件下工作中，其内部布线和相连电缆的截面积应与它们预定要承载的电流相适应，保证导线绝缘温度不会超过允许的最高温度，设备额定电流为6I≤10A的，则相配的导线的标称截面积至少1.00平方厘米或16AWG线。

6.6.1.2机械损害防护：

导线槽应光滑，而且无尖锐的棱角，导线应有适当保护，以保证这些导线不会接触到可能损伤导线绝缘的毛刺、散热片、活动零部件等。

绝缘导线穿过的金属孔是光滑的经充分倒圆的表面，或者是装有衬套。

6.6.1.3内部布线固定：

内部布线应以适当方式连接、支撑或固定，以防止产生过应力、松动、导线绝缘受到损伤。

6.6.1.4布线导体绝缘：

内部布线导体绝缘，能承受1500V一分钟的抗电强度试验。

6.6.2与交流电网电源的连接：

连接方式可用接线端子、电源插头、器具插座和电源线，并且连接安全、牢固；对于电源软线的规格要合适，导体与绝缘层间应能承受2500V一分钟的抗电强度试验，同时应符合相应弯曲试验、应力消除试验要求。

6.6.3外部导线用的接线端子：

端子应牢固固定导线，不会松脱，无过分应力作用，有足够的电气防护。

在端接点附近的导线上施加10N的力，导线不应松开。

6.6.4交流电网电源的断接：

断接装置接触件的分开距离至少为3mm，当断接装置装在设备内时，应尽可能地靠近电源入口处。

7.电气试验

7.1泄漏电流试验：

设备带电部件和输出电路之间,带电部件和壳体之间的泄漏电流应≤0.25mA。

7.2绝缘电阻试验：

给设备施加500V直流电压进行测量，输入带电部件和输出电路之间，输入带电部件和壳体之间，以及输出电路与壳体之间的绝缘电阻应大于或等于100MΩ。

7.3绝缘抗电强度试验：

在设备的输入带电部件和输出电路之间，输入带电部件与壳体之间应能承受50HZ、有效值为3000V的交流电压1分钟，无击穿或飞弧现象。

7.4短路故障试验：

设备的输出电路出现短接或出现单一故障条件时，设备相应部件不应有过高温度（参照附表列值规定），不应造成着火或电击危害，撤走故障后，要能合格通过绝缘强度试验。

8.机械试验

8.1标记耐擦拭试验：

用一块蘸有水的棉布用手擦拭标记15s，然后于用一块蘸有汽油的棉布用手擦拭标记15s，擦拭后，标记仍应清晰，标记铭牌应不可能轻易被揭掉，而且不应出现卷边。

8.2跌落试验：

设备试样从高1米处自由跌落到厚20mm的硬木板上,跌落3次,试验后试样应能符合绝缘电阻和绝缘抗电强度的要求,且无异常。

8.3振动试验：

设备应能符合振动试验规定：

振幅0.35mm、频率10～50HZ，扫频为1八倍半程/分钟，加速度为1G，x、Y、Z相互垂直的三个方向各进行30分钟，试后无异常，且能符合绝缘电阻和抗电强度的性能要求。

8.4弯曲（摇摆）试验

8.4.1电源输入软线的弯曲试验：

电源线应能承受下列条件的弯曲试验：

摆动角度90。

（左右45。

），摆动速度60次/分钟，负重10N，摆动次数至少10000次；试后导体断线率应≤10%，导体无短路出现，绝缘层无损坏。

8.4.2直流输出导线的弯曲试验：

直流输出导线承重500g，以40次/分钟的弯曲速度从左向右摆动120。

角，应能摆动至少1000次，无绝缘损害。

8.5电源线的应力消除试验：

设备固定，电源线上施加60N的轴向拉力25次，每秒钟1次，然后施以0.25Nm的扭力1分钟，试后软线应无损害，其轴向位移不能超过2mm，导体位移不能超过1mm。

8.6输出线的抗拉强度试验：

设备固定，在直流输出线上施加5Kg的拉力1分钟，应无异常损害。

9.环境可靠性试验

9.1正常温升试验：

设备接通电源，连上额定负载后，根据IEC60950标准中要求进行工作，直到稳定状态，则各部件的温升不能超出限值（参照附表列值规定）。

试后，设备试样应能符合绝缘电阻和抗电强度的要求。

9.2温湿度处理试验：

设备经过40±2℃的温度和91～95%RH的相对湿度处理48小时后，应能符合绝缘电阻和抗电强度的要求。

9.3高温试验：

设备放在70±2℃的试验箱中96小时后取出，检测其绝缘电阻和绝缘抗电强度等电气性能，应无异常。

9.4低温试验：

设备放在-40±2℃的试验箱中96小时后取出，测其绝缘电阻和绝缘抗电强度等电气性能，应无异常。

9.5高低温冲击试验：

设备应能承受10次高低温冲击试验循环，一次循环是由30分钟的-40±2℃的低温和30分钟的70±2℃的高温构成，其中转换间断时间不超过5秒钟，完成试验后，试样设备应符合绝缘电阻和抗电强度等电气性能要求，同时外观上应无裂痕损害等。

9.6高温高湿试验：

设备放在温度为70±2℃、湿度为85%RH的环境中96小时后取出，测其绝缘电阻和绝缘抗电强度等电气性能，应无异常。

9.7球压试验：

设备的外壳试样应能承受20N重、与试样接触面圆弧直径为5mm的钢球装置的球压试验，试验温度为40+Q±2℃，其中Q为试样在正常发热试验中的温升值，但对携流部件处外壳的处理温度至少为125℃，其它位置外壳至少70℃，试验1小时后，立即取出试样并浸水冷却10秒。

测其压限直径，不能大于2mm。

10.包装、存放、出货

10.1包装：

包装上要有制造厂名、产品型号、名称、日期等。

10.2存放：

10.2.1温度：

-40～70℃

10.2.2湿度：

5～95%RH

10.2.3气压：

86～106KPa

10.3出货:

出货运输中,设备应防雨淋、水浸，不应有剧烈振动。

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