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电工产品合规设计

更新时间:2021-04-23 04:04:04下载pdf

本文主要介绍产品在相关认证中的硬件设计注意事项。

背景信息

本文主要汇总一些产品在相关认证时,在硬件设计部分出现的常见问题,该部分资料仅供参考,详细资料请以认证机构提供为准。

注意事项

本文提供部分参考产品做硬件设计时需要注意的事项。

符号约定

本文中,以下符号代表的含义如下:

符号 含义
L 火线
N 零线
L&N 火线和零线接在一起

关键元件清单

安规部分和 EMC 部分,需要客户提供一份关键元件清单,关键元件需要提供相关认证证书。

说明:特殊关键元件最好让客户提供多个备选厂家。

设备内电容器的放电

设备断电时,需要考核 L 和 N 是否有触点的风险。

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 条件 标准
GB4943.1-2011 L 和 N 上有容量超过 0.1uF 的电容器 放电时间小于 1 秒

说明:放电时间为电压下降到初始值的时间的37%。

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 条件 标准
UL 60730-1 L 和 N 上有容量超过 0.1uF 的电容器 1 秒后电压峰值不超过 34V

熔断器

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 熔断器标识
GB4943.1-2011 需要在 PCB 的熔断器位置周围标示出熔断器的参数

参考产品:澳规 10A 插座转换器

执行标准 熔断器标识
AS/NZS 3105:2014+A1:2017 AS/NZS 3100:2017+A1:2017 熔断器熔断时,不能产生火花

温升

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 测试电流(额定电流 10A) 测试电流(额定电流 16A) 测试时间 端子温升
GB/T2099.1 16A 22A 1 小时 45K

说明:测试项目包含 L 和 N,L 和地线,N 和地线间的温升情况。器件温升需要满足规格书工作温度范围。

参考产品:器具开关

执行标准 测试电流(额定电流10A) 测试时间 端子温升
GB/T15092.1 10.6A 测试温度稳定后,再运行 1 小时 45K

说明:器件温升需要满足规格书工作温度范围。

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 测试电流(额定电流15A) 测试时间 端子温升
UL 60730-1 15A 测试温度稳定后,再运行 1 小时 25K
执行标准 测试电流(额定电流15A) 测试时间 端子温升
UL 498A 15A 测试温度稳定后,再运行 1 小时 30K

说明:器件温升需要满足规格书工作温度范围。

过载测试

执行标准 测试电流(额定电流 15A) 测试时间 极限温度
UL 60730-1 27A 1 小时 125℃

电气间隙

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 不同极性带电部件间隙 带电部件与可接触绝缘表面间隙 带电部件与地线间隙 熔断器焊点间隙 强电和弱电间隙 地线和弱电间隙
GB/T2099.1 GB4943.1-2011 3mm 3mm 3mm 1.5mm 4.0mm 1.5mm

说明:海拔 2000m 以下。

参考产品:16A 墙壁开关

执行标准 不同极性带电部件间隙 带电部件与地线间隙 带电部件与易触及绝缘材料间隙
GB/T2099.3 3mm 3mm 3mm

参考产品:器具开关

执行标准 污染等级 不同极性带电部件间隙 带电部件与地线间隙 带电部件与易触及绝缘材料间隙
GB/T15092.1 2 1.5mm 1.5mm 1.5mm

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 不同极性带电部件间隙 带电部件与地线间隙 熔断器焊点间隙 继电器触点和线圈线路间隙
UL 60730-1 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.5mm

爬电距离

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 不同极性带电部件间隙 带电部件与可接触绝缘表面间隙 带电部件与地线间隙 熔断器焊点间隙 隔离电路间隙
GB/T2099.1 3mm 3mm 3mm 2.5mm 5.0mm

参考产品:16A 墙壁开关

执行标准 不同极性带电部件间隙 带电部件与地线间隙 带电部件与易触及绝缘材料间隙
GB/T2099.3 3mm 3mm 3mm

参考产品:器具开关

执行标准 污染等级 不同极性带电部件间隙 带电部件与地线间隙 带电部件与易触及绝缘材料间隙
GB/T15092.1 2 2.5mm 2.5mm 2.5mm

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 不同极性带电部件间隙 带电部件与地线间隙 熔断器焊点间隙 继电器触点和线圈线路间隙
UL 60730-1 1.5mm 1.5mm 0.5mm 0.5mm

绝缘电阻

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 测试电压 持续时间 绝缘电阻
GB/T2099.1 DC 500V 1min ≥5MΩ

参考产品:16A 墙壁开关

执行标准 测试电压 持续时间 绝缘电阻(L&N 和地线之间) 绝缘电阻(L&N 和外壳之间)
GB/T2099.3 DC 500V 1min ≥5MΩ ≥5MΩ

参考产品:器具开关

执行标准 测试电压 持续时间 绝缘电阻(L&N 和地线之间) 绝缘电阻(L&N 和外壳之间)
GB/T15092.1 DC 500V 1min ≥2MΩ ≥2MΩ

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 测试电压 持续时间 绝缘电阻(L&N 和地线之间) 绝缘电阻(L&N 和外壳之间)
UL 60730-1 DC 500V 1min ≥2MΩ ≥7MΩ
执行标准 测试电压 持续时间 绝缘电阻(L&N 和地线之间) 绝缘电阻(L&N 和外壳之间)
UL 498A DC 500V 1min ≥100MΩ ≥100MΩ

电气强度

测试过程中,不能出现闪络或击穿。

参考产品:带 USB 输出的 10A 墙壁开关

执行标准 测试电压 持续时间 频率
GB/T2099.1 AC 2000V 1min 50Hz
执行标准 L和N之间(熔断器断开) L&N 和可触及输出端 L&N 和可触及外壳
GB4943.1-2011 AC 1500V AC 3000V AC 3000V

参考产品:16A 墙壁开关

执行标准 持续时间 频率 测试电压(L&N 和地线之间) 测试电压(L&N 和外壳之间)
GB/T2099.3 1min 50Hz 1200V 2000V

参考产品:器具开关

执行标准 持续时间 频率 测试电压(L&N 和地线之间) 测试电压(L&N 和外壳之间) 测试电压(继电器触点间)
GB/T15092.1 10s 50Hz 1500V 1500V 500V

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 持续时间 频率 测试电压(L&N 和地线之间) 测试电压(L&N 和外壳之间)
UL 60730-1 1min 60Hz 1200V+U 2400V+(2*U)

说明:U 是工作电压。

浪涌电流测试

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 开路 短路 差模 共模
UL 60730-1 1.2/50us 8/20us 1KV 2KV

群脉冲测试

参考产品:15A 美标插座转换器

执行标准 频率 脉冲持续时间 Td 上升时间 Tr 电压
UL 60730-1 5kHz 15ms 300ms 1KV

继电器

澳规插座转换器和德国 GS 标准都需要 L 和 N 同时断开,可用 2 路通断继电器,也可以用 2 个继电器实现(2 个继电器需要同时通断)。

温升超标整改策略

首先需要确认温升超标的点,再根据情况做相应的处理。

连接端子温升超标

  • 选择更优金属材质的端子。
  • 连接端子和电源线或插头的接触面积尽量大。

PCB 主电流线路部分温度超标

  • 增加主电流线路的敷铜面积。
  • 增加 PCB 的敷铜厚度。
  • 对主电流线路开窗,增加锡量。
  • 增加主电流回路各个焊接点的接触面积,保证良好的通流性能。

继电器温度超标

  • 更换性能更优的继电器。
  • 增大继电器和 PCB 板间的连接面积,保证接触面积尽量大。

过载温升超标整改方案

  • 主回路增加电流保险丝,形成过流保护。
  • 主回路增加温度保险丝,温度探头靠近发热量最大的发热点。