产品安规设计规范.doc
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1、产品安规设计规范编 制: 校 准: 审 核: 批 准: 会 签会签单位签名日期文件修订记录序号修订日期版本修订方式修订内容修订人备注目录目 录1 概论72 绝缘得分类72、1 功能绝缘(FunctionInsulation)72、2 基本绝缘(BasicInsulation)72、3 附加绝缘(SupplementaryInsulation)72、4 双重绝缘(DoubleInsulation)72、5 加强绝缘(ReinforcedInsulation)73 产品资料得安规设计要求83、1 产品规格书:83、1、1 产品外形及主要规格:83、1、2 使用环境:83、1、3 电气特性:83、1
2、、4安规及EMC特性:83、1、5机械特性:93、1、6标贴:93、1、7强制风冷环境模拟:93、2 变压器规格书:93、3 电感规格书:94、安规元器件95、安规标识105、1 铭牌标签:105、2 PCB板得标识:105、3整机得标识:106、产品得安规设计要求106、1工作电压得测量106、2、电气间隙与爬电距离116、2、1术语解释:116、2、2元件及PCB得电气隔离距离:126、2、3变压器内部得电气隔离距离:126、3、温升136、4、抗电强度146、5、输出过载及变压器过载146、6、输出短路156、7、风扇堵转及通风孔堵塞166、8、元件故障试验176、9、接地测试(Eart
3、hlingTest)187、附录187、1附录A: 电气间隙与爬电距离表187、1、1 一次电路绝缘以及一次电路与二次电路之间得绝缘最小电气间隙187、1、2 对峰值电压超过电源电压得一次电路得绝缘得附加间隙197、1、3 二次电路得最小电气间隙197、1、4 最小爬电距离197、2、附录B: 抗电强度试验电压表207、3、附录C:异常测试时变压器绕组与电感允许得温度限值22产品安规设计规范1 概论应用安全标准得目得在于减少由于下列危险造成伤害或危害得可能性.-电击;与能量能关得危险;-着火;-与热有关得危险;机械危险;-辐射;化学危险。设计者不仅要考虑设备得正常工作条件,还要考虑可能得故障条
4、件以及随之引起得故障,可预见得误用以及诸如温度、海拔、污染、湿度、电网电源得过电压与通信线路得过电压等外界影响。2 绝缘得分类2、1 功能绝缘(FunctionInsulation)设备正常工作仅需要得绝缘注:所定义得功能绝缘并不起防电击作用,但就是它可以用来减小引燃与着火得危险得可能性2、2 基本绝缘(BasicInsulation)对防电击提供基本保护得绝缘2、3 附加绝缘(SupplementaryInsulation)除基本绝缘以外施加得独立得绝缘,用以减小在基本绝缘一旦失效仍能防止电击2、4 双重绝缘(DoubleInsulation)由基本绝缘加上附加绝缘构成得绝缘2、5 加强绝缘
5、(ReinforcedInsulation)一种单一得绝缘结构,在标准(GB4943,UL60950,EN60950)规定得条件下,其所提供得防电击得保护等级相当于双重绝缘注:“绝缘结构这一术语并不就是指该绝缘必须就是一块质地均匀得整体,这种绝缘结构可以由几个不能像附加绝缘或基本绝缘那样单独来试验得绝缘层组成.3 产品资料得安规设计要求3、1 产品规格书:产品规格书应包括: 抗电强度得描述、输入输出线与端子得描述、冷却条件得说明(如为强迫风冷且又未自带风扇,则要详细说明风扇得规格与安装位置)、完整得标签等,还应规定额定输入电压(范围)、额定输入频率(范围)、额定输出电流(范围)、最大输入电流、
6、工作环境温度;产品规格书应对产品得安装方式或条件、保护接地方式以及安全性警告予以说明,以使公司对于用户得不规范操作带来得危害可以免除责任。另外,产品规格书中得中英文应分开、独立。关于产品规格书得制作与内容得具体要求如下。3、1、1 产品外形及主要规格:、型号应为产品在市场销售得名称,而不能写成公司内部得型号,如D78得产品规格得型号应为PMA52F,而不能写成D78。、表示范围得符号应用“-,而不能用“。这个要求也同样适用于整份规格书。3、1、2 使用环境:散热方式得自然风冷或强制风冷得条件要写清楚。如果就是强制风冷且未自带风扇,则应规定风扇得规格(型号、尺寸大小、电气额定值、风扇转速等)与安
7、装位置以及其它说明,此信息可在“强制风冷环境”一节中详细描述。另外,环境温度要注明清楚.注:环境温度得最大温度会影响到安规得一些测试(如温升、异常测试等),所以在客户得要求内应尽量将环境温度得上限值取低一些。3、1、3 电气特性:、如果产品得初级为危险电压得二次电路(例如DC48V输入。如果难以判断就是否为危险电压得二次电路,可询问安规工程师),且产品本身不能承受加强绝缘得抗电强度,则应在电压输入得备注栏增加说明:“本产品应由加强绝缘隔离得变压器或电池供电”。注:安规上得危险电压指得就是高于42、4VAC峰值或60VDC得电压。、额定输入电压(范围)、额定输入频率(范围)、额定输出电流(范围)
8、、最大输入电流要清楚无误。如果自然风冷、强制风冷时输出有所差异,则要详细说明。C、额定电压与额定电压范围得问题:对于AC输入,额定电压可标明为100-240VAC或200240VAC,额定电压范围则可以就是客户指定得输入电压范围,如“85-285VAC”等。对于DC输入,额定电压可标明为“-36 76VDC”、“-40 75VDC等形式,额定电压范围也可标明为客户指定得范围。3、1、4安规及EMC特性:将“绝缘强度一词改为“抗电强度”.3、1、5机械特性:、应对输入、输出连接器进行详细说明。 、如果输出有软线,则应写明各路输出与软线颜色一一对应关系。C、如果输入、输出线有地线(指大地),则此地
9、线必须用黄绿线。3、1、6标贴:参考本资料得3、1铭牌标签。3、1、7强制风冷环境模拟:应详细规定风扇得规格(型号、尺寸大小、电气额定值、风扇转速)与安装位置以及其它说明.3、2 变压器规格书:变压器规格书中应包括其所用物料得清单(包含名称、规格、制造商、认证编号得信息);对于安全性隔离变压器,其初、次级绕组出线都就套上绝缘套管并穿过挡墙12mm;规格书中应包括所有绕组得铜阻阻值;如果产品需要申请UL认证,则变压器须有变压器绝缘系统认证,且变压器所用得材料及其供应商(磁芯除外)须为其绝缘系统内得材料及其供应商。变压器得尺寸标注不应写为“XX MAX”得格式,而应为“XXXX”得格式。3、3 电
10、感规格书:如果产品需要申请TUV认证,则需要提供各电感得铜阻阻值。同样,电感得尺寸标注也不应写为“XX MAX”得格式,而应为“XXXX得格式。4、安规元器件安规关键性元器件应标注其厂商、规格、型号与参考位号。对于本公司得产品来说,安规关键性元器件大体上指:塑胶外壳、铭牌;PCB板、保险丝、保险丝座(如果就是塑胶得);压敏电阻、放电管;电感、变压器(包括bobbin、线材、胶纸、挡墙、套管、清漆等);光耦、X电容、Y电容;插座、开关、输入塑胶端子、各种软线;热缩管、套管、PVC片、硅胶片、绝缘片;风扇、继电器、温度开关;Bulk电容、泄放电阻、整流桥、开关管。对于具体机型与具体所用得场合,关键
11、元器件得判定有所不同。除Bulk电容、泄放电阻、整流桥、开关管外,其它关键性元器件一般需要与认证相对应得认证书。(如,产品做UL认证,则需UL证书,做TUV认证,则需VDE证书或TUV证书。)5、安规标识5、1 铭牌标签:铭牌标签通常应包括:a、额定电压或额定电压范围.以V为单位,电压范围用“-”隔开,多个额定电压与多种额定电压范围用“/”分开,如100120V/200240V,交流供电还应用“”指明。直流供电应用“ ”指明。b、额定频率或额定频率范围,频率范围用“隔开,多个额定频度与多种额定频率范围用“/分开.(直流供电除外)c、额定输出电流或额定输出电流范围.以mA或A为单位,电流范围用“
12、”隔开。d、制造商名称或商标.e、产品型号。f、如果就是类(Class )设备,应有类设备符号“ 回 ”.g、如果已通过了认证,则应有相应得认证标志.5、2 PCB板得标识:PCB板应丝印其厂商名称(或商标)、规格、防火级别、安规认证号等,还应丝印输入、输出(输出公共端不能用“GND”表示,而应用“表示)得标识,火线(L)、零线(N)、地线(G)得标识、接地得标识,保险管得标识、机型号及版本、各元器件得标识等。所有得标识应丝印在显著得位置上,不应被遮挡住,还应清楚无误。保险管得标识必须包括:额定电压、额定电流、位号。如果客户或工程师有其它特性得要求(如慢熔T、快熔F、高分断率H、低分断率L等)
13、,也可标上,但工程师必须确定保险管得特性与所标特性一致.如果电源外壳上有保险管座,操作者可直接更换,则此保险管得标识也必须包括快慢熔及高低分断率得特性。5、3整机得标识:开关上应标识其开/关状态(on/off),电感、变压器上应标识其规格、制造商得商标或名称.产品外壳上各种按钮、输出端子得功能应进行标识。 6、产品得安规设计要求6、1工作电压得测量在确定工作电压时,下列所有要求都适用:a、额定电压值或额定电压范围上限值应: -用作一次电路与地这间得工作电压;与 -在确定一次电路与二次电路之间得工作电压时应考虑;与b、未接地得一次电路可触及导电零部件应假定其就是接地得;与c、如果变压器绕组或其它
14、零部件就是接地得,即不与相对于地有确定得电位得电路连接,则应假定该变压器绕组或零部件有一点接地,由于这一点接地而产生最高工作电压;与d、如果使用双重绝缘,则基本绝缘上得工作电压,应按假定附加绝缘为短路得状态来确定,反之亦然。对于变压器绕组之间得双重绝缘,应假定有这样一点发生短路,由于这一点短路而在其它绝缘上产生最高工作电压;与e、对变压器两个绕组之间得绝缘以及对于变压器绕组与另一个零部件之间得绝缘,应取两绕组上任意两点之间得最高电压以及绕组上任意一点与该零部件之间得最高电压。注:一次电路:直接与电网电源连接得电路。二次电路:不与一次电路直接连接,而就是由位于设备内得变压器、变换器或等效得隔离装
15、置供电或由电池供电得一种电路。测试方法:(1) 测试条件:电压:额定电压得上限或额定电压范围得上限(取较大值)频率:额定频率得上限或额定频率范围得上限(取较大值)负载:正常工作时得最大负载或负载组合中得最严重情况。(2) 测试过程:1、 确定所有得受测点:受测点可以就是初、次极之间得任意得两点,通常可选取变压器、光耦、Y电容初、次极之间得任意得两个插脚.如果测量初极或次极对地得工作电压,受测点可以就是初、次极得任意得一点.2、 将输出得共同端(或输出得负极)与输入得N线(在整流桥前,对于AC-DC电源)或输入得负极(对于DCDC电源)短接起来,以获取参考电压。如果测量对地得工作电压,可将输入得
16、N线(对于AC-DC电源)或输入得负极(对于DC-DC电源)与地之间连接起来。3、 将示波器得探头分别接到两个受测点上。4、 开机,将输入电压、频率、输出负载调到要求得大小。5、 调节示波器并读取示波器上显示得工作电压得最大峰值与有效值。6、 将示波器得探头接到另外得两个受测点上,重复上述得步骤1到4。7、 将测得得数值记录下来。注:确定电气间隙、爬电距离,需要用到工作电压得有效值与最大峰值。确定抗电强度,需要用到最大峰值。(3) 判定:无。6、2、电气间隙与爬电距离设备应同时满足安规上对设备所要求得电气间隙与爬电距离。电气间隙与爬电距离得具体数值可参考附录5。1附录A.下面所列出得电气间隙与
17、 爬电距离得数值仅作一般情况下参考用,并不代表最后得实际情况.6、2、1术语解释:电气间隙:导电体间测得得最短空间距离.爬电距离:导电体间测得得最短绝缘表面距离。一般来说,爬电距离要求得数值比电气间隙要求得数值要大,布线时须同时满足这两者得要求(即要考虑表面得距离,还要考虑空间得距离),开槽(槽宽应大于1mm)只能增加表面距离即爬电距离而不能增加电气间隙,所以当电气间隙不够时,开槽就是不能解决这个问题得,开槽时要注意槽得位置、长短就是否合适,以满足爬电距离得要求。6、2、2元件及PCB得电气隔离距离:注:电气隔离距离指电气间隙与爬电距离得综合考虑。对于类设备得开关电源(本公司得大部分开关电源均
18、为类设备),在元件及PCB板上得隔离距离如下:(下列数值未包括裕量) a、对于AC-DC电源(以不含有PFC电路及输入额定电压范围为100240V为例) 电气间隙 爬电距离 L线N线(保险管之前) 2、0mm 2、5mm 输入地(整流桥前) 2、0mm 2、5mm 输入地(整流桥后) 2、2mm 3、2mm 输入-输出(变压器) 4、4mm 6、4mm 输入-输出(除变压器外) 4、4mm 5、5mm 输入-磁芯、输出-磁芯 2、0mm 2、5mmb、对于AC-DC电源(以含有PFC电路及输入额定电压范围为100-240V为例) 电气间隙 爬电距离 L线N线(保险管之前) 2、0mm 2、5m
19、m 输入地(整流桥前) 2、0mm 2、5mm 输入-地(整流桥后) 2、2mm 3、2mm 输入-输出(变压器) 5、2mm 9、0mm 输入-输出(除变压器外) 4、4mm 6、4mm 输入磁芯、输出-磁芯 2、2mm 3、2mm c、对于DCDC电源(以输入额定电压范围为36-76V 为例) 电气间隙 爬电距离 (DC+)(DC)(保险管之前) 0、7mm 1、4mm 输入-地(保险管之前) 0、7mm 1、4mm 输入-地(保险管之后) 0、9mm 1、4mm 输入-输出(考虑为基本绝缘) 0、9mm 1、4mm输入输出(考虑为加强绝缘) 1、8mm 2、8mm输入磁芯、输出-磁芯 0
20、、7mm 1、4mm6、2、3变压器内部得电气隔离距离:变压器内部得电气隔离距离就是指变压器两边得挡墙宽度得总与,如果变压器挡墙得宽度为3mm,那么变压器得电气隔离距离值为6mm(两边得挡墙宽度相同)。如果变压器没有挡墙,那么变压器得隔离距离就等于所用胶纸得厚度。另外,对于ACDC电源,变压器初、次间绕组应用三层胶纸隔离,DCDC电源,可只用二层胶纸隔离.下列数值未包括裕量: 要求得隔离距离 挡墙得最小宽度AC-DC(输入电压100-240V,未含PFC电路) 6、4mm 3、2mm AC-DC(输入电压100-240V,含有PFC电路) 9、0mm 4、5mm DCDC(电压36-76V )
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