劉彬彬 田江波 李根 史躍
關鍵詞:玻璃、應力消除、紐扣電池、放電、防火防護外殼、溫升、拉力、最小電氣間隙、漏電流
前言
隨著現代化商品越來越復雜化,很多產品實現了多功能化,既有信息類的功能同時又具備音視頻類的功能,國內的GB4943.1-2011或GB8898-2011標準并不能全方面的去考核該類產品。
目前我們實驗室就經常遇到這種多功能產品的CCC認證,往往這些產品在申請CCC的時候會出現申請類別很模糊,就拿目前市面上比較常見的多功能電視機來說,該類產品可以按照0808類電視機去申請,由于產品本身內部自帶計算機主板和系統,因此也可以按照0901一體機去申請,而目前認證機構只能通過客戶定義的產品名稱來確認申請類別,而不管采用哪種申請類別,在實驗室實際檢測認證的的過程中我們會發現,對于該類產品的考核都是不全面的,這就導致這部分產品在某些方面可能存在一定的安全隱患。針對這些問題我國擬定在2022年12月01日實施IEC62368-1標準。
而IEC62368-1標準很好的兼容了GB4943.1-2011與GB8898-2011標準中共同點同時又全面的考慮到了不同產品的各個方面的安全性能。本次我們主要來探討一下即將在國內實施的IEC62368-1標準與GB4943.1-2011與GB8898-2011標準之間的部分的技術差異。
1)首先IEC62368-1標準中對于玻璃制成部件的沖擊和固定試驗的考核,這項考核在GB4943.1-2011與GB8898-2011標準中是不全面的,本次標準中規定了除了用于復印機、掃描儀和類似設備的壓板玻璃,如果該玻璃已進行了30N恒定力試驗和層壓玻璃或一旦玻璃破碎時能使玻璃碎片保持在一起的任何結構的玻璃以外,其余所有的玻璃制成的部件均應該承受玻璃沖擊試驗,除此之外用于防止接觸PS3以外的三級能量源的安全防護用的夾層玻璃還應增加玻璃固定試驗,特別是玻璃的固定試驗在GB4943.1-2011與GB8898-2011標準中是沒有要求的,主要的測試方法為在玻璃承受玩沖擊試樣后在中心最不利的方向施加10N的推/拉力看玻璃是否有脫落,而本次IEC62368-1標準加入此條款,主要還是考慮到玻璃制品在使用后出現脫落后產生的安全問題,因此就需要廠家在選用玻璃的時候要考慮到測試是否能滿足相關的沖擊,同時在玻璃安裝也要保證牢靠固定。
2)應力消除試驗,GB8898-2011標準中塑料件沒有此試驗,而GB4943.1-2011標準僅對塑料外殼有要求,而IEC62368-1標準增加了對內部塑料外殼和絕緣片的要求,就這一點而言IEC62368-1標準對于內部塑料件的要求顯得更加嚴格,因此我個人覺得在標準換版的時候音視頻類產品的如果有內外塑料殼和絕緣片以及信息技術類產品的內部塑料殼和絕緣片都要重新補充此項試驗。
3)IEC62368-1標準中增加了對于紐扣電池的測試要求,考慮到裝有鋰紐扣電池的產品可能會引起兒童吞咽或噎住等諸多潛在的危險,因此針對兒童可以觸及的和直徑小于等于32mm的鋰紐扣電池,要求不用硬幣和螺絲刀或其他工具的情況下,電池蓋不能被打開,需要加安全警告語同時還需依次進行應力消除測試、電池替換測試、跌落測試、撞擊測試、擠壓測試,最后用測試鉤對電池倉進行確認檢查,應不能將電池取出;由于GB4943.1-2011與GB8898-2011標準中未對紐扣電池有任何的考核要求,因此目前國內大部分帶鋰紐扣電池的AVIT類產品在設計的時候都沒有考慮到是否能滿足這些要求,建議企業在新產品研發的時候就應該注意此要求,這樣在標準換版的時候就可以避免再去整改樣品。
4)塑料耐熱的要求也做了變化,GB4943.1-2011標準中規定如果塑料軟化會使得安全防護失效,則直接安裝帶電零部件的熱塑性零部件應能充分耐熱,而IEC62368-1標準中把帶電部件改成了導電部件,這就要求低壓類產品塑料件也需滿足耐熱試驗。
5)GB4943.1-2011標準中對于A類可插拔式設備,要求斷開后1s測量放電電壓;對于B類可插拔式設備,要求斷開后10s測量放電電壓,且只需進行正常情況下放電試驗即可,標準中的限值是峰值電壓的37%,而X電容的容量不超過0.1μF就不需要進行此項試驗,GB8898-2011標準則要求斷開2s后,產品的開路電壓不得超過交流35V(峰值)或直流60V。如果X電容的容量不超過0.1μF同樣不需要進行此項試驗。而IEC 62368-1中則規定斷開連接2秒鐘后測量放電電壓,包括對0.1μF以下的電容也要測量。普通人的限值為ES1;指導人員的限值為ES2。在單一故障條件下的限值為ES2,由于單一故障放電也不能超過限值,因此就要求客戶在設計的時候再增加一組備用的泄放電阻,改成2串2并,才能正直實現在正常和故障條件下均滿足泄放要求,目前遇到很多電源大廠已經都有按照這種要求在設計,而很多小廠為了節約成本更多的還是使用單個或者兩個泄放電阻,那么將來在標準換版的時候,這些產品可能會需要進行調整。
6)在防火防護外殼的要求的方面,IEC62368-1標準附錄M4.3中增加了使用鋰電池的產品的塑料外殼的要求(符合PS1的鋰電池除外),我認為這里的防火防火外殼指的可以是電池本身的外殼也可以是產品本身的外殼,其中任何一個外殼能滿足V-0的防火等級要求即可。
7)對于產品溫升的測試,IEC62368-1標準與GB4943.1-2011標準最大的一個改變就是在對于產品外殼溫度的測試要求,GB4943.1-2011標準中規定實驗室所有的溫升測試都必須是在制造商規定的最高使用環境溫度下進行試驗,而IEC62368-1標準降低了外殼溫升的要求,對于如果在制造商規定的溫度下進行試驗時外殼溫度超過限值的,可以單獨在25度的溫度下對產品外殼進行測試,不超過限值也被認為是滿足要求的。
8)GB4943.1-2011與GB8898-2011標準對于軟線固定的要求主要是電源輸入端的,而IEC62368-1標準中只要是連接ES2、ES3、PS3和電網電路都需要進行拉力試驗,以我們常見的電源適配器為例,之前我們只需考核輸入端的拉力試驗,而按照IEC62368-1標準的要求,如果當電源適配器的輸出大于100W時,則我們還應該對輸出線也要進行拉力試驗。對于這點我個人認為以后這種輸出大于100W的適配器應該會要求對輸出線在安全清單中進行管控,因為不同的線徑可能會導致測試結果不同。
9)最小電氣間隙的確認在IEC62368-1標準中變的較為復雜,在GB4943.1-2011中只需根據表格2K去查詢即可,但是IEC62368-1標準中對于最小電氣間隙的確認分成了兩種程序方案,具體差異詳見圖示:
GB4943.1-2011標準中根據峰值電壓和電網電源瞬態電壓,我們往往選擇的圈紅處那一欄作為限值。(注釋:如果海拔為5000m,在查詢的值上乘以1.48即可)
IEC62368-1標準中,根據我們電網電源為220V,暫態過電壓值定義為2000,電網電源瞬態電壓定義為2500,那么程序1和程序2 的確認值分別見紅圈處,顯然程序2的值更嚴格,那么當產品測量值能滿足程序2 的要求值時即可,反之如果當測量值滿足不了程序2 的要求值,但滿足程序1的要求值時可以根據表15的耐壓法進行測量,當耐壓滿足要求時也認為是合格的。(注釋:對加強絕緣,抗電強度試驗電壓為基本絕緣試驗電壓值的160%,對于海拔5000電氣間隙系數以及抗電強度系數詳見表16)
10)GB4943.1-2011中對于漏電流試驗只需使用IEC60990中圖4網絡進測試,漏電流等于U2(Vrms)/500,對于Ⅱ類產品需小于0.25mA,對于Ⅰ類產品,與地相連部分小于3.5mA,不與地相連部分小于2.5mA。IEC62368-1標準中則需要使用IEC60990中圖4和圖5網絡進測試,如果單一異常超過ES1值,那么屬于ES2部分,則需要使用圖5網絡進行測試,漏電流值均不能超過5.2.2.2章中表格4的限值要求。
隨著IEC62368-1標準實施進程越來越近,屆時國內龐大的證書量要完成換證對于企業和實驗室都會面臨很大的挑戰,因此企業應該提前去了解新標準的要求,只有在確保自己產品能滿足新標準的要求的情況下從而才能更好更快的完成換證工作。而對于實驗室而言就要更加深度的去解析新標準的相關判定和測試內容,才能準確高效的完成相關檢測工作。希望本文所列出的幾個安全差異點能夠為企業和實驗室提供一定的參考。
參考文獻:
[1]IEC62368-1:2018.音視頻、信息技術和通信技術設備 第1 部分:安全要求[S].
[2]GB4943.1-2011.信息技術設備 安全第1部分:通用要求[S].
[3]GB8898-2011.音頻、視頻及類似電阻設備安全要求[S].