熱帶氣候下的音視頻產品電容放電測試分析

摘 要：在對音頻和視頻產品進行國家要求的強制性產品CCC認證時，需要采用GB8898-2011《音頻、視頻及類似電子設備安全要求》，即國際標準IEC 60065：2005第7.1版，并加上中國國家差異。由于中國是IECEE-CB體系下的一員，CCC認證可以通過認可其他NCB發出的CB證書和報告，并補充中國國家差異的試驗來獲得CCC認可。其中最大的差異就是對于氣候條件和海拔高度的差異。本文將重點分析熱帶氣候下的音視頻產品電容放電測試結果，并闡述音視頻產品電容放電測試的意義和現實價值，減少電擊危險，確保音視頻產品的使用安全。

關鍵詞：熱帶氣候;音視頻產品;電容放電測試

引言： 隨著人們生活水平的提高，音視頻產品也成為人們生活中不可或缺的組成部分。熱帶地區潮濕多雨，許多電子材料在吸收濕氣后自身的絕緣性能會下降，存在更大的安全風險。所以，對于在熱帶地區使用的音視頻產品，需要更加重視電容放電測試，嚴格按照GB8898-2011中對于熱帶地區電容放電的限值要求進行測試，保障產品安全性。

一、電容放電測試的重要性和原理

隨著科學技術的不斷進步，音視頻產品不斷更迭，其中的電源部分更新也日新月異，絕大部分已經把90年代電源部分的線性變壓器更新為開關型變壓器，由此在開關型變壓器前端的大容量濾波電容，在拔插電源插頭時，電容中未被釋放的能量往往會造成被人忽視的電擊風險。所以在音視頻產品的設計中，進行產品插頭電容放電測試是十分重要的一項內容，也是提高產品使用性能和安全性的重要環節。

在音視頻產品的電源開關設計中，為了有效防止電源對電網的干擾，一般在電路端口會安裝X電容作為EMI濾波器。EMI濾波器是利用電磁干擾的電子線路設備，主要功能就是保證電子設備的噪音不外漏，并且有效防止電子設備外的噪音進入設備。當音視頻產品正常運轉時，EMI濾波器就會儲存一定的能量，當產品的電源被切斷后，產品的使用者可能會受到電擊的傷害，對人的生命安全造成威脅，所以當產品電源被切斷時，需要加快電容放電的速度，避免產生高壓對人體產生危害。因此，對音視頻產品的選擇，要選擇適當的EMI濾波電容和泄放電阻。其中泄放電阻具有減小電壓的作用，從而避免電擊的傷害。電容和電阻的合理性對能量釋放的時間和使用者的人身安全都有著密切的聯系。

在電容放電的測試中，首先保持電源插頭和電網連接的狀態，拔插的插座中引出導線連接示波器探頭，斷開當產品的電源插頭被拔出后，使用示波器讀取電壓。測試應符合相應的標準和要求，嚴格按照操作流程，最后通過科學計算來驗證測試的準確性，判斷是否達到使用標準，也就是在產品電源被拔掉2秒后，產品的插頭不可以危險帶電，以保證產品使用的安全性。

二、熱帶氣候條件對放電測試的影響

我國的領土面積幅員遼闊，從南到北橫跨熱帶和溫帶，各個省份氣候條件有明顯的差異。熱帶地區常年比較高溫并且潮濕多雨，許多電子材料在吸收濕氣后自身的絕緣性能會下降，存在安全風險，所以對熱帶地區的音視頻產品，在GB8898-2011中對于電容放電的限值提出了更高的要求，音視頻產品在正式投入生產之前要進行電容放電速度的反復測試，從而保證音視頻產品的使用安全。

根據相關的研究表明，當接觸電壓在50V以下的時候，皮膚阻擋電流的能力受到接觸壓力、表面積和干濕狀況等因素的影響，一般在潮濕的狀態下測量的電阻值要小于干燥狀態下的電阻值，在潮濕狀態，物體表面會出現導電溶液的接觸面，在這種情況下對于人體的安全電壓限值也會降低。在國標GB8898-2011中，9.1.1.1對于危險帶電零部件的確定這一章節已明確規定，如滿足下列條件，則端子的零部件或接觸件被認為是危險帶電的：

a）開路電壓超過

-交流35V（峰值）或直流60V

-對于專業設備的音頻信號，120V有效值

-對非專業設備的音頻信號，71V有效值

并在下面的規定中強調了：“對要在熱帶氣候條件下使用的設備，上述a）項所給出的數值減半”。

所以最終在熱帶氣候條件下使用的音視頻產品插頭放電的限值應為：

開路電壓不得超過

-交流17.5V（峰值）或直流30V

-對于專業設備的音頻信號，60V有效值

-對非專業設備的音頻信號，35.5V有效值

三、電容放電測試分析

（一）測試方法

根據國標GB8898-2011 條款9.1.6 拔出電源插頭中描述：對預定要用電源插頭與電網電源連接的設備，其設計應當確保在插頭從插座拔出后，當接觸插頭的插腳或插銷時，不得因電容器儲存的電荷而產生電擊危險。

一般使用的測試方法為：使用一個帶翹板開關的插座，連接電網電源，同時插座中引出2根導線連接示波器探頭，開關翹板開關并用示波器抓取通斷開關時的波形，截取一段在波峰斷開的波形，并注意通電足夠長的時間使電容充足最高的電平。在抓取過程中，如沒有抓取到在波峰斷開的波形，必須重新通斷電源來保證在波峰時斷開，以此保證測試結果的準確性，流程如圖1所示

在抓取到波峰斷開的波形之后，使用示波器的坐標（X1，Y1和X2，Y2）來觀察2s后時間的殘余電壓。但此時應注意，由于是交流供電，電流的方向一直在變化，所以通常截取到的波形會有上電平放電和下電平放電，通常只要是波峰通斷的波形，無論上電平放電還是下電平放電，一般都可作為測試的結果依據。如圖2所示：

（二）測試案例1

案例產品為給樂器使用的有源音箱，屬于II類設備，帶有不可拆卸的電源軟線連接電源。產品內部使用內置的開關電源進行供電，電路圖如下。

其中CB報告中的章節9.1.6測試結果為38V（直流），如考慮國標GB8898-2011中對熱帶氣候條件的要求，限值應減半處理，即在2s后插頭的殘余電壓為30V（直流）以下。所以根據標準要求，必須對此產品進行重新測試，測試結果為42V（直流），依然不符合國標要求。經廠商整改，修改電路中泄放電阻的規格后，插頭放電的測試結果25V，順利通過了熱帶氣候下的插頭放電測試要求。

根據測試結果和對與熱帶氣候條件的分析，可以看出，只有當產品規定為非熱帶氣候條件下使用的音視頻產品，CB檢測報告中的條款9.1.6才能直接予以認可，否則必須重新進行補充差異測試，才能通過CCC認證的測試。

（三）測試案例2

案例產品為電視機，屬于II類設備，帶有不可拆卸的電源軟線連接電源，使用內置的開關電源進行供電，電源端電路圖如下：

此款產品在申請CCC認證時，在說明書中宣稱可以在熱帶氣候條件下使用，根據條款9.1.6測試，在2s后插頭的殘余電壓為51V（直流）。不符合GB8898-2011標準中對于音視頻產品在熱帶氣候條件下不帶危險電壓的要求（9.1.1 a），必須對此產品進行整改，但是由于開關電源模塊廠商是外購而來，難以進行產品整改，最終決定修改產品的使用氣候條件，在銘牌增加警告圖標并在說明書中注明警告語句，此產品僅能使用在非熱帶氣候條件下。

根據此案例二可以得出，無論產品是通過CCC認可CB報告的程序，還是直接在國內申請CCC的認證，都有可能忽視在熱帶氣候條件下對于插頭放電限值的要求，必須嚴格按照使用氣候條件來規范產品的使用環境。

（四） 測試案例3

案例產品為有源重低音音箱，屬于II類設備，帶有不可拆卸的電源軟線連接電源，使用內置的開關電源進行供電，電源端電路圖如下：

此款產品在申請CCC認證時，使用CCC認可CB報告的程序，CB報告中條款9.1.6測試，在2s后插頭的殘余電壓為8.6V（直流）。直接符合GB8898-2011標準中對于音視頻產品在熱帶氣候條件下不帶危險電壓的要求（9.1.1 a），可以予以直接認可此項測試的測試結果。

根據此案例三可以得出，即使在CB報告中，IEC標準和國標由于熱帶氣候條件的影響對于危險電壓的定義不同，但是IEC標準IEC60065和國標GB8898-2011中9.1.6的測試條件是一模一樣的。所以，如果CB報告中測試結果符合國標熱帶氣候條件的危險電壓限值要求（交流17.5V，直流30V），同樣可以予以直接認可。

四、結論

綜上可以看出，不管是通過NCB出具的CB檢測報告申請CCC，還是直接在國內申請CCC認證的音視頻產品，在進行CCC認證時，需要注意產品宣稱的使用氣候條件。由于如果是在熱帶氣候條件下使用的產品，則在測試時要關注國標差異所規定的危險電壓限值。電容放電的電擊危險尤其容易被忽視，應引起認證機構的重視，嚴格把關，把人民生命安全放在首位，以體現CCC認證和國家標準的價值。

作者簡介：

徐斌，籍貫：上海青浦，職稱和學歷：助理工程師 本科，研究方向或專業：音視頻安規測試。