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新聞動態

電子電工產品安規設計主要事項

添加時間:2021-08-07 09:10:55   瀏覽次數: 次    【 】   打印   關閉窗口

 安規設計注意事項

 

1.   零件選用

(1)    在零件選用方面,要求掌握:

a .安規零件有哪些?(見三.安規零件介紹)

b.安規零件要求

  安規零件的要求就是要取得安規機構的認證或是符合相關安規標準;

c.安規零件額定值

  任何零件均必須依MANUFACTURE規定的額定值使用;

  I 額定電壓;

  II 額定電流;

  III 溫度額定值;

  (2). 零件的溫升限制

   a. 一般電子零件: 依零件規格之額定溫度值,決定其溫度上限

   b. 線圈類: 依其絕緣系統耐溫決定

       Class  A         ΔT75

       Class  E         ΔT90

       Class  B         ΔT95

       Class  F         ΔT115

       Class  H         ΔT140

        c. 人造橡膠或PVC被覆之線材及電源線類:

   有標示耐溫值T     ΔT(T-25)

   無標示耐溫值T     ΔT50

d. Bobbin: 無一定值,但須做125℃球壓測試;

e. 端子類: ΔT60

f. 溫升限值

I. 如果有規定待測物的耐溫值(Tmax),:

          ΔTTmax-Tmra

II. 如果有規定待測物的溫升限值(ΔTmax),:

          ΔT≦ΔTmax+25-Tmra

   其中Tmra=制造商所規定的設備允許操作室溫或是25

(3).使用耐然零件:

a.  PCB: V-1以上;

b.  FBT, CRT, YOKE :V-2以上;

c.  WIRING HARNESS:V-2以上;

d. CORD ANONORAGE: HB以上;

e.  其它所有零件: V-2以上或HF-2以上;

f.   例外情形:

   下述零件與電子零件(限會在失誤狀況下,因溫度過高而引燃的電子零件)若相隔13mm以上,或是相互間以至少V-1等級之障礙物隔開,則其耐燃等級要求如下:

I.    小型的齒輪,凸輪,皮帶,軸承及其它小零件,不須防火證明;

II. 空氣載液的導管,粉狀物容器及發泡塑料零件,防火等級為HB以上或HBF以上

     g.下述件不須防火證明:

I.    膠帶;

II. 已獲認證零件;

III.密封于無開孔且體積小于0.06m 金屬殼內之零件;

IV.儀表殼,儀表面,指示燈或寶石,置于至少V-1等級的PCB上的IC,晶體管,光耦合        

  器及其它小零件的外殼.

 

2.   整體配置

(1)    安全距離(沿面距離和空間距離)

如果知道了工作電壓及絕緣等級,就可決定所需之安全距離.

 

表一: 絕緣等級及各式絕緣適用情形

 

 

絕緣等級

 

適用情形

 

操作型

(OPERAATIONAL INSULATION)

介于兩不同電壓之零件間

介于ELV(SELV)及接地導電零件間

 

 

 

基本型

(BASIC INSULATLON)

介于具危險電壓零件及接地導電零件間

介于具危險電壓零件及依賴接地SELV電路間

介于PRI的電源導體及接地屏蔽物或主電源變壓

器的鐵心間

做為雙重絕緣一部分

 

 

補充型

(SUPPLEMENTARY INSULATION)

介于可觸及導體零件及在基本絕緣損壞后有可

能帶有危險電壓的零件間

做為雙重絕緣一部分

 

 

雙重或加強型

(DOUBLE/REINFORED INSULATION)

介于PRI電路及可觸及未接地導電零件間

介于PRI電路及浮接的 SELV電路間

介于PRI電路及TNV電路間

凡是人體會觸摸到的部分

 

  ***工作電壓的決定:

     *量測dc電壓時,任何重疊漣波之峰值應包括在內;

     *非重復性的突波不予考慮;

     *在決定空間距離及電氣強度測試電壓時,ELVSELV電路的電壓應視為零,但在       

      決定沿面距離時,則須按實際電壓計算;

     *可觸及的未接地導體零件應視為接地;

     *若變壓器之繞組或其它部份為浮接,則視為接地,并因此獲得最大的工作電壓;

     *在雙重絕緣處,橫跨基本絕級的工作電壓值,應先將補充絕緣處短路視之,而得出電    

      壓值,反之亦然.變壓器繞組間的絕緣,則先將其中一個絕緣短路,而在其它絕緣上有

      最高工作電壓產生;

     *變壓器兩繞組間的絕緣,其工作電壓應取兩繞組內任2點的最大電壓值,可能連接

      至此繞組之外加電壓,亦應包括在內;

     *變壓器繞組與其它零件間的絕緣,其工作電壓應取此繞組內任一點至其它零件之最

      大電壓值;

     *可取外電源的額定值.

 

表二安全距離的位置及要求

 

 

位置

量測電壓

一次側交流部份 --- 接地部分

電源輸入電壓

 

一次側直流部分 --- 接地部分

實際量測一次側與二次側間的電壓,

或實際量測對地電壓

 

一次側交流部分 ---未接地可能觸摸到部分

 

電源輸入電壓

 

一次側直流部分 ---未接地可能觸摸到部分

實際量測一次側與二次側間電壓,

或實際量測對地電壓

 

一次側部分 ---二次側部分

 

實際量測一次側與二次側間電壓

 

二次側危險電壓部份 --- 接地

 

實際量測電壓

保護裝置前,火線 --- 中性線/火線

電源輸入電壓

保護裝置后,火線 --- 中性線/火線

電源輸入電壓

橋式整流后,臨近相互兩點間

實際量測電壓

 

  注意:

I. 量測時中性線,地線及二次側RETURN須連接在一起,在連接前,請先確定電源輸入端中性線及火線是否正確,以免造成中性線及火線短路發生.

II. 一次側與二次側間所量測出來的電壓若低于電源輸入電壓,則以電源輸入電壓為準.

III. 沿面距離≧空間距離,沿面距離若小于空間距離,則以空間距離為準.

     

安全距離見表三,表四,表五,表六,電路板設計見下頁圖集:

 



 
 


結構設計

a.    穩定度

  穩定度指終端系統設備不可失衡而導致使用者或維修者危險;

b.    機械強度

  機械強度指內外殼的承受力如鐵球撞擊測試,落地測試,推力測試, TEST

  FINGER 測試,7小時烤箱測試等;

c.    尖銳角

尖銳角指在防止不當的設計導致人員的傷害及絕緣破壞;

       (3) 接地方法:

a.    接地方式

I.    機械式固定:

不可經由塑料連接,且須有防止松動作用(WASHER)的產品;

II. 防腐蝕:

指兩種以上不同金屬連接其電化學電位差不能>0.6V;

III.接地線:

  至少18AWG之綠滾黃線,如果LINE/NEUTRAL>18AWG,則須使用與其同等

  號線之線材(AWG: AMERICA WIRE GAUGE 美國線規) ;


IV. 接地螺絲/螺栓的要求:

           至少NO.6M3.5

 

V.接地螺絲/螺栓之金屬固定物厚度要求:

         螺絲直接鎖在金屬板上,則金屬板必須有最?。脖兜穆萁z螺紋的厚度,若使用

         NUT方式固定則無厚度要求;

        VI.接地螺絲/螺栓的固定扭力:

          最小1.3牛頓米;

b.    接地確認測試

25A30A接地電流測試,時間為 2分鐘

       附注: I. 接地螺絲不可用自攻螺絲;

           II. 若有其它的地線,欲鎖于同一螺柱上,則須用另一螺母分開固定之.

      (4)  開孔方式

a.    頂部(帶有危險電壓裸露組件正上方),符合下列任一要求即可:

I.    任何一方向量測,尺寸不超過5mm;

II. 寬度在1mm內,長度不限;


        III.尺寸大小不限,但須確保外物不會直接掉入孔內而碰觸到具危險電壓零件.

b.    側面,符合下列任一項要求即可

I.任何方向尺寸必需<5mm

                II.寬度在1mm內,長度則不限

       III結構上采用百葉窗結構或類似的限制結構,可使外來的垂直掉落物向外偏離   


 以避免觸及產品內部裸露組件;

       IV.開孔位置適當,并在其投影5度角范圍內,無具危險電壓零件存在.

       C. 下方,符合下列任一項要求即可

I.    無任何開孔

II. 開孔大小不限,但須在下列物品下方:

i.  PVC ,TFE ,PTFE, TEP NEOPRENE 做成絕緣導體及連接頭;

ii.              具阻抗保護或過熱保護的馬達;

         iii.符合防火外殼要求的內部屏障或是細目金屬綱或是其余類似物;

III.             若有40mm以下的開孔,但須在防火等級V-1以上的零件之下;

IV.             孔大小不限,但開孔上方須設遮蔽板;

V.   若為金屬底殼,開孔大小及孔距均應符合相關要求;

VI.             以細目金屬綱做屏蔽,其綱目大小不超過2mm*2mm,且織綱金屬線之直          徑不小于0.45mm;

      總之: 外殼開孔,固然千變萬化,但是以TEST PIN測試時,不可碰觸到具危險電壓

           裸露零件

 

3.標示方式

(1)        標示種類

a.        電源接口標示:

設備外表應有的額定電力標示,標示內容應包括:

I.        額定電壓或額定電壓范圍,單位為V;

II.     輸入電流為直流,則需加上“ ----- 的符號;

III.  額定頻率或額定頻率范圍,單位為Hz;

IV.  若該設備須連接至多相電力系統,則須另外標示相數,如2,3¢等;

V.     額定電流,單位為AmA;

VI.  制造商名稱或商標符號或辯識符號;

VII.            設備型號;

VIII.若設備為class II,則須加上    ”的符號;

b.        電源輸出端

插座旁須有清楚標示注明其所能承受最大負載;

    c. 電壓切換開關    

應在使用手冊中詳細述明其用途及使用方法;

    d. 保險絲

I.    額定電流;

II. 額定電壓;

III.           熔斷特性(FAST 標示為F”, SLOWTIME  LAG標示為T”;

IV.           防爆特性(LOW-BREAKING 標示為“L ,HIGH-BREAKING 標示為H”);

范例: T2.5AL,250VF3.15AH,250V

 e. 端子

I.    接地保護端子旁,應有“      標示;

II.  水線(中性線)端子旁,應有“N 標示;

總之:可以有額外的標示,但先決條件是不可造成誤導或混淆.

(2)        標示要求:

I.    標示不可置于可取下的物品上;

II.  上述標示種類之各種標示,經過酒精,汽油等有機溶劑及水測試后,須依然清晰可見,且為恒久標示.

4. 設計中的EMC問題

(1)  EMC介紹

EMC(ELECTRO-MAGNETIC COMPATIBILITY)即電磁兼容性,乃指產品在優良的設計下不干擾別的產品,也能忍受外界電磁干擾的能力,EMC包括EMI(ELECTRO-MAGNETIC INTERFERENCE)EMC(ELECTRO-MAGNETIC SUSCEPTIBILITY).EMI即電磁干擾,指含有電子電機零件的儀器,裝置整組設備

或整套系統因動作而產生的一種電磁波噪聲,或裝置本身不需要的信號,經由輻

射或傳導路徑影響其它裝置,造成其它裝置不正?;蚴д?/span>.EMS即電磁耐受性,也就是儀器,裝置整組或整套系統本身具有抗拒外面噪聲, 免除被外界噪聲干擾的能力.

(2)  EMI/EMC管制:

    目前,世界上很多國家或地區對于電子信息產品的EMI/EMS均有嚴格的管制措施,如美國FCC,歐盟的CE,日本的VCCI及電氣用品取締法,澳洲的SMA,加拿大,韓國等國家或地區均有專司EMI/EMS管制法規條文,對于銷往這些國家或地區的產品都須先經過測試合格,方可合法的運送及銷售.(見下頁)

 其中增益(dB)=10log10輸出功率/輸入功率=20log10輸出電壓/輸入電壓

      損失(dB)=10log10輸入功率/輸出功率=20log10輸入電壓/輸出電壓

       電壓(dBμV)=20log10  該點以μV計之電壓/標準強度(1μV)

       此電壓是在50Ω阻抗上測得: 以跨在50Ω阻抗上之負載,1μV均方根電壓所產生功率為參考標準.

     dBμV=20log10(50Ω阻抗上電壓,單位為μV)

    dBμV表示高出1μV多少個dB,也就是以dB表示高出1μV/50Ω標準強度有多少.

(3)  THE IEC 801-2 TEST STANDARD FOR ESD(靜電放電試驗)

A.    耦合方式

I.    直接ESD

  i. 針對待測物之導體部分采用接觸式放電:


    ii. 針對待測物之非導體部分采用空氣式放電:


II.  間接ESD

均采用接觸式放電處理

i.水平耦合板(HCP)


   ii.垂直耦合板(VCP)

 
 


(4)  THE IEC 801-4 TEST STANDARD FOR EFT(快速電性脈沖試驗)

a.    耦合方式

I. 電容式耦合: 仿真傳導耦合

     III.空腔式耦合: 仿真輻射耦合

(5)  電磁干擾之防制電路設計注意事項

a.    振蕩源輸出處加EMI過濾電路組件如下


b.  
振蕩源輸出處加EMI過濾組件如EMI BEAD如下

c.    CLK信號輸出及輸出處加EMI過濾組件BYPASS TO GND如下:


d.  
信號輸出接口處加EMI過濾組件BYPASS TO GND如下:

e.   
電源輸出處加EMI過濾電路組件BYPASS TO GND如下:

 

f.     電源輸出處加EMI過濾組件如下:


總之: a. 接地面積盡量加大; 

     b. 盡量使用多層板之設計.

 

5.LED顏色

(1)    RED: 危險或警告或+5V;

(2)    YELLOW: 注意或+3.3V;

(3)    GREEN: 安全或-12V;

(4)    BLUE: 特別訊息;

(5)    WHITE: 一般訊息或-5V;

(6)    BLACK:GROUND;

(7)    ORANGE: 5VS.

 

 

 

 

 


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