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電子電工產(chǎn)品安規(guī)設(shè)計(jì)主要事項(xiàng)

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 安規(guī)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

 

1.   零件選用

(1)    在零件選用方面,要求掌握:

a .安規(guī)零件有哪些?(見(jiàn)三.安規(guī)零件介紹)

b.安規(guī)零件要求

  安規(guī)零件的要求就是要取得安規(guī)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證或是符合相關(guān)安規(guī)標(biāo)準(zhǔn);

c.安規(guī)零件額定值

  任何零件均必須依MANUFACTURE規(guī)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(guī)格之額定溫度值,決定其溫度上限

   b. 線(xiàn)圈類(lèi): 依其絕緣系統(tǒng)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(xiàn)材及電源線(xiàn)類(lèi):

   有標(biāo)示耐溫值T     ΔT(T-25)

   無(wú)標(biāo)示耐溫值T     ΔT50

d. Bobbin類(lèi): 無(wú)一定值,但須做125℃球壓測(cè)試;

e. 端子類(lèi): ΔT60

f. 溫升限值

I. 如果有規(guī)定待測(cè)物的耐溫值(Tmax),:

          ΔTTmax-Tmra

II. 如果有規(guī)定待測(cè)物的溫升限值(ΔTmax),:

          ΔT≦ΔTmax+25-Tmra

   其中Tmra=制造商所規(guī)定的設(shè)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(huì)在失誤狀況下,因溫度過(guò)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(jí)之障礙物隔開(kāi),則其耐燃等級(jí)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(dǎo)管,粉狀物容器及發(fā)泡塑料零件,防火等級(jí)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(rèn)證零件;

III.密封于無(wú)開(kāi)孔且體積小于0.06m 金屬殼內(nèi)之零件;

IV.儀表殼,儀表面,指示燈或?qū)毷?/span>,置于至少V-1等級(jí)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(jí),就可決定所需之安全距離.

 

表一: 絕緣等級(jí)及各式絕緣適用情形

 

 

絕緣等級(jí)

 

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(dǎo)電零件間

 

 

 

基本型

(BASIC INSULATLON)

介于具危險(xiǎn)電壓零件及接地導(dǎo)電零件間

介于具危險(xiǎn)電壓零件及依賴(lài)接地SELV電路間

介于PRI的電源導(dǎo)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(bǔ)充型

(SUPPLEMENTARY INSULATION)

介于可觸及導(dǎo)體零件及在基本絕緣損壞后有可

能帶有危險(xiǎn)電壓的零件間

做為雙重絕緣一部分

 

 

雙重或加強(qiáng)型

(DOUBLE/REINFORED INSULATION)

介于PRI電路及可觸及未接地導(dǎo)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(huì)觸摸到的部分

 

  ***工作電壓的決定:

     *量測(cè)dc電壓時(shí),任何重疊漣波之峰值應(yīng)包括在內(nèi);

     *非重復(fù)性的突波不予考慮;

     *在決定空間距離及電氣強(qiáng)度測(cè)試電壓時(shí),ELVSELV電路的電壓應(yīng)視為零,但在       

      決定沿面距離時(shí),則須按實(shí)際電壓計(jì)算;

     *可觸及的未接地導(dǎo)體零件應(yīng)視為接地;

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

     *在雙重絕緣處,橫跨基本絕級(jí)的工作電壓值,應(yīng)先將補(bǔ)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(gè)絕緣短路,而在其它絕緣上有

      高工作電壓產(chǎn)生;

     *變壓器兩繞組間的絕緣,其工作電壓應(yīng)取兩繞組內(nèi)任2點(diǎn)的大電壓值,可能連接

      至此繞組之外加電壓,亦應(yīng)包括在內(nèi);

     *變壓器繞組與其它零件間的絕緣,其工作電壓應(yīng)取此繞組內(nèi)任一點(diǎn)至其它零件

      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(cè)電壓

一次側(cè)交流部份 --- 接地部分

電源輸入電壓

 

一次側(cè)直流部分 --- 接地部分

實(shí)際量測(cè)一次側(cè)與二次側(cè)間的電壓,

或?qū)嶋H量測(cè)對(duì)地電壓

 

一次側(cè)交流部分 ---未接地可能觸摸到部分

 

電源輸入電壓

 

一次側(cè)直流部分 ---未接地可能觸摸到部分

實(shí)際量測(cè)一次側(cè)與二次側(cè)間電壓,

或?qū)嶋H量測(cè)對(duì)地電壓

 

一次側(cè)部分 ---二次側(cè)部分

 

實(shí)際量測(cè)一次側(cè)與二次側(cè)間電壓

 

二次側(cè)危險(xiǎn)電壓部份 --- 接地

 

實(shí)際量測(cè)電壓

保護(hù)裝置前,火線(xiàn) --- 中性線(xiàn)/火線(xiàn)

電源輸入電壓

保護(hù)裝置后,火線(xiàn) --- 中性線(xiàn)/火線(xiàn)

電源輸入電壓

橋式整流后,臨近相互兩點(diǎn)間

實(shí)際量測(cè)電壓

 

  注意:

I. 量測(cè)時(shí)中性線(xiàn),地線(xiàn)及二次側(cè)RETURN須連接在一起,在連接前,請(qǐng)先確定電源輸入端中性線(xiàn)及火線(xiàn)是否正確,以免造成中性線(xiàn)及火線(xiàn)短路發(fā)生.

II. 一次側(cè)與二次側(cè)間所量測(cè)出來(lái)的電壓若低于電源輸入電壓,則以電源輸入電壓為準(zhǔn).

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(zhǔn).

     

安全距離見(jiàn)表三,表四,表五,表六,電路板設(shè)計(jì)見(jiàn)下頁(yè)圖集:

 



 
 


結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

a.    穩(wěn)定度

  穩(wěn)定度指終端系統(tǒng)設(shè)備不可失衡而導(dǎo)致使用者或維修者危險(xiǎn);

b.    機(jī)械強(qiáng)度

  機(jī)械強(qiáng)度指內(nèi)外殼的承受力如鐵球撞擊測(cè)試,落地測(cè)試,推力測(cè)試, TEST

  FINGER 測(cè)試,7小時(shí)烤箱測(cè)試等;

c.    尖銳角

尖銳角指在防止不當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)導(dǎo)致人員的傷害及絕緣破壞;

       (3) 接地方法:

a.    接地方式

I.    機(jī)械式固定:

不可經(jīng)由塑料連接,且須有防止松動(dòng)作用(WASHER)的產(chǎn)品;

II. 防腐蝕:

指兩種以上不同金屬連接其電化學(xué)電位差不能>0.6V;

III.接地線(xiàn):

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

  號(hào)線(xiàn)之線(xiàn)材(AWG: AMERICA WIRE GAUGE 美國(guó)線(xiàn)規(guī)) ;


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?。脖兜穆萁z螺紋的厚度,若使用

         NUT方式固定則無(wú)厚度要求;

        VI.接地螺絲/螺栓的固定扭力:

          1.3牛頓米;

b.    接地確認(rèn)測(cè)試

25A30A接地電流測(cè)試,時(shí)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(xiàn),欲鎖于同一螺柱上,則須用另一螺母分開(kāi)固定之.

      (4)  開(kāi)孔方式

a.    頂部(帶有危險(xiǎn)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(cè),尺寸不超過(guò)5mm;

II. 寬度在1mm內(nèi),長(zhǎng)度不限;


        III.尺寸大小不限,但須確保外物不會(huì)直接掉入孔內(nèi)而碰觸到具危險(xiǎn)電壓零件.

b.    側(cè)面,符合下列任一項(xiàng)要求即可

I.任何方向尺寸必需<5mm

                II.寬度在1mm內(nèi),長(zhǎng)度則不限

       III結(jié)構(gòu)上采用百葉窗結(jié)構(gòu)或類(lèi)似的限制結(jié)構(gòu),可使外來(lái)的垂直掉落物向外偏離   


 以避免觸及產(chǎn)品內(nèi)部裸露組件;

       IV.開(kāi)孔位置適當(dāng),并在其投影5度角范圍內(nèi),無(wú)具危險(xiǎn)電壓零件存在.

       C. 下方,符合下列任一項(xiàng)要求即可

I.    無(wú)任何開(kāi)孔

II. 開(kāi)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(dǎo)體及連接頭;

ii.              具阻抗保護(hù)或過(guò)熱保護(hù)的馬達(dá);

         iii.符合防火外殼要求的內(nèi)部屏障或是細(xì)目金屬綱或是其余類(lèi)似物;

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

IV.             孔大小不限,但開(kāi)孔上方須設(shè)遮蔽板;

V.   若為金屬底殼,開(kāi)孔大小及孔距均應(yīng)符合相關(guān)要求;

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

      總之: 外殼開(kāi)孔,固然千變?nèi)f化,但是以TEST PIN測(cè)試時(shí),不可碰觸到具危險(xiǎn)電壓

           裸露零件

 

3.標(biāo)示方式

(1)        標(biāo)示種類(lèi)

a.        電源接口標(biāo)示:

設(shè)備外表應(yīng)有的額定電力標(biāo)示,標(biāo)示內(nèi)容應(yīng)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(hào);

III.  額定頻率或額定頻率范圍,單位為Hz;

IV.  若該設(shè)備須連接至多相電力系統(tǒng),則須另外標(biāo)示相數(shù),如2,3¢等;

V.     額定電流,單位為AmA;

VI.  制造商名稱(chēng)或商標(biāo)符號(hào)或辯識(shí)符號(hào);

VII.            設(shè)備型號(hào);

VIII.若設(shè)備為class II,則須加上    ”的符號(hào);

b.        電源輸出端

插座旁須有清楚標(biāo)示注明其所能承受大負(fù)載;

    c. 電壓切換開(kāi)關(guān)    

應(yīng)在使用手冊(cè)中詳細(xì)述明其用途及使用方法;

    d. 保險(xiǎn)絲

I.    額定電流;

II. 額定電壓;

III.           熔斷特性(FAST 標(biāo)示為F”, SLOWTIME  LAG標(biāo)示為T”;

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

范例: T2.5AL,250VF3.15AH,250V

 e. 端子

I.    接地保護(hù)端子旁,應(yīng)有“      標(biāo)示;

II.  水線(xiàn)(中性線(xiàn))端子旁,應(yīng)有“N 標(biāo)示;

總之:可以有額外的標(biāo)示,但先決條件是不可造成誤導(dǎo)或混淆.

(2)        標(biāo)示要求:

I.    標(biāo)示不可置于可取下的物品上;

II.  上述標(biāo)示種類(lèi)之各種標(biāo)示,經(jīng)過(guò)酒精,汽油等有機(jī)溶劑及水測(cè)試后,須依然清晰可見(jiàn),且為恒久標(biāo)示.

4. 設(shè)計(jì)中的EMC問(wèn)題

(1)  EMC介紹

EMC(ELECTRO-MAGNETIC COMPATIBILITY)即電磁兼容性,乃指產(chǎn)品在優(yōu)良的設(shè)計(jì)下不干擾別的產(chǎn)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(jī)零件的儀器,裝置整組設(shè)備

或整套系統(tǒng)因動(dòng)作而產(chǎn)生的一種電磁波噪聲,或裝置本身不需要的信號(hào),經(jīng)由輻

射或傳導(dǎo)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(tǒng)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(guó)家或地區(qū)對(duì)于電子信息產(chǎn)品的EMI/EMS均有嚴(yán)格的管制措施,如美國(guó)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(guó)等國(guó)家或地區(qū)均有專(zhuān)司EMI/EMS管制法規(guī)條文,對(duì)于銷(xiāo)往這些國(guó)家或地區(qū)的產(chǎn)品都須先經(jīng)過(guò)測(cè)試合格,方可合法的運(yùn)送及銷(xiāo)售.(見(jiàn)下頁(yè))

 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(diǎn)以μV計(jì)之電壓/標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度(1μV)

       此電壓是在50Ω阻抗上測(cè)得: 以跨在50Ω阻抗上之負(fù)載,1μV均方根電壓所產(chǎn)生功率為參考標(biāo)準(zhǔn).

     dBμV=20log10(50Ω阻抗上電壓,單位為μV)

    dBμV表示高出1μV多少個(gè)dB,也就是以dB表示高出1μV/50Ω標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度有多少.

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

A.    耦合方式

I.    直接ESD

  i. 針對(duì)待測(cè)物之導(dǎo)體部分采用接觸式放電:


    ii. 針對(duì)待測(cè)物之非導(dǎo)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(yàn))

a.    耦合方式

I. 電容式耦合: 仿真?zhèn)鲗?dǎo)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(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

a.    振蕩源輸出處加EMI過(guò)濾電路組件如下


b.  
振蕩源輸出處加EMI過(guò)濾組件如EMI BEAD如下

c.    CLK信號(hào)輸出及輸出處加EMI過(guò)濾組件BYPASS TO GND如下:


d.  
信號(hào)輸出接口處加EMI過(guò)濾組件BYPASS TO GND如下:

e.   
電源輸出處加EMI過(guò)濾電路組件BYPASS TO GND如下:

 

f.     電源輸出處加EMI過(guò)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(shè)計(jì).

 

5.LED顏色

(1)    RED: 危險(xiǎn)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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