摘要
●一、什麼是認證
●二、環球認證
環球認證標誌
主要認證介紹
●三、名詞說明及安規符號
安規距離
防電擊保護類別
絕緣
EMC(電磁兼容)
●四、主要測試之EMC項目
--輻射
--傳導
--諧波
--浪湧
●五、主要測試之安規項目
--抗電強度(耐壓)
--漏電流/接觸電流
--接地阻抗
--溫度測試
一、什麼是認證
一、產品認證的定義
產品認證制度起源於20世紀初的英國,隨著時代的變遷,已成為國際上通行的、用於產品安全、質量、環保等特性評價、監督和管理的有效手段。
國際標準化組織(ISO)將產品認證定義為:由第三方通過檢驗評定企業的質量管理體系和樣品型式試驗來確認企業的產品、過程或服務是否符合特定要求,是否具備持續穩定地生產符合標準要求產品的能力,並給予書面證明的程序。
由此定義可知,產品認證可以分為:
1.企業的管理體系認證(如ISO 9001)
2.產品的型式認證
這裡所指的產品認證就是產品的型式認證,如常見的UL認證,CE認證,TUV認證等。
二、產品認證的意義
如果一個企業的產品通過了權威認證機構的產品認證,就可獲得認證機構頒發的「認證證書」,並允許在認證的產品上加貼認證標誌。這種認證方式,可使企業經過產品認證樹立起良好的信譽和品牌形象,同時讓顧客和消費者也通過認證標誌來識別商品的質量好壞和安全與否。
目前,世界各國政府都通過立法的形式建立起這種產品認證制度,以保證產品的質量和安全、維護消費者的切身利益,這已經成為一種新的國際貿易壁壘。
三、常見的認證項目
目前我們電源最常見的認證項目有兩大類,即EMC和安規。另外還有能效,RoHs,WEEE等等。
二、環球認證
1.認證標誌
2.主要認證介紹
環球認證主要由兩大系組成:
1.北美認證系:以UL為代表的北美系,主要包括美國的UL,加拿大的CSA等
2.歐洲認證系:以IEC為代表的歐洲系,主要包括歐盟的CE,中國的CCC,韓國的KC,澳洲的RCM等等。
近年來,隨著全球一體化的加快,兩大認證系有逐漸統一的趨勢,如一些標準開始協調,如60950-1,60335-1等主要設備標準都是基於IEC體系標準。另外,美國屬於CB體系國家。儘管如此,由於各國各地區的貿易保護主義,依舊有很多認證和標準互不承認。
(1)CE認證
CE標誌為歐盟所推行的產品標示,基本上涉及到安全性的產品,都應該具有CE標示才能在歐盟地區自由流通。(強制性)
CE標示目的是為了讓消費者清楚辨識哪些產品符合歐盟規定→保護消費者權益。
目前歐盟已制定的相關指令大約有三十幾條,如低電壓,玩具,電磁兼容,醫療設備,工業機械,RoHS,Erp等等。其中與LED電源相關的指令有低電壓(LVD)指令,電磁兼容(EMC)指令,RoHS指令,能源相關產品(Erp)指令。
(2)UL認證
UL是美國保險商試驗所的簡寫,UL安全認證是美國最有權威的,也是世界上從事安全試驗和鑑定的較大的民間機構。(非強制性)
UL認證查詢頁面:
http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/template/LISEXT/1FRAME/index.html
(3)TUV認證
TUV是德國技術監督協會的簡稱,TUV是德國當地政府授權的檢驗機構,在德國和歐洲享有140多年的聲譽, 同時它也是歐洲,美國,日本等各種主要認證制度下正式註冊的發證單位。其中,TUV SD(南德)和TUV Rheinland(萊茵)為其最大的兩大認證機構。
常見的歐規標識有以下兩種:
(4)PSE認證
PSE是日本的產品安全認證,LED照明產品要進入日本市場,就必須符合日本《電氣用品安全法》及相關實施法規的要求。依據日本政府制定的電氣用品安全法和經濟產業省(METI)頒布的省令(技術標準)分為甲種產品(Category A)和乙種產品(Category B)。
常見的標誌有以下三種:
電源適配器以及LED驅動電源皆為A類( 定義為」直流電源裝置」)。
PSE認證的幾項說明:
1)證書持有者
只有工廠可成為持證者(一張證書只能對應一個製造工廠)
2)正本與副本
正本證書由生產工廠存查,副本證書由日本代理商持有
3)代理商
須有日本當地公司代理才能入日本銷售(且日本當地公司需向日本經濟產業省註冊且須將商社代碼加注在產品貼紙上)
4)證書有效期
五年
5)申請方式
省令一項: 依據日本電氣安全法別表8規定評估
(須送至日本當地認可之實驗室執行相關測試)
省令二項: 依據日本J-IEC 標準評估
(可透過CB轉證+EMI Report )
(5)KC認證
KC認證是韓國的電氣產品安全認證制度,電氣產品要進入韓國市場,就必須依據韓國《電氣用品安全管理法》及相關法規的要求,取得KC認證。KC認證分為強制認證和自願性安全確認認證。
強制認證產品是指由結構或使用方法等因素易引起火災觸電等發生較大危險及障礙的電器用品。(LED驅動電源屬於此類)
自願安全確認認證產品是指產品結構和使用方法等相對簡單不易引起火災觸電等較大危險及障礙的電器用品可通過測試防止危害發生的電器用品。
KC認證的幾項說明:
1)證書持有者:強制性認證只有製造商可成為持證者
2)語 言: 產品標籤和說明書必須採用韓文
3)代理商: 標籤上需註明韓國代理商及聯繫方式
4)證書有效期:強制性認證無有效期,自願性認證有效期五年
5)管制項目: 安全和EMC
產品標籤的KC標誌下方會同時標註KC認證號碼和KCC識別碼。
(6)CCC與CQC認證
中國產品認證制度分為強制性的CCC認證和自願性的CQC認證,其中CCC標示源自英文單詞China Compulsory Certification的首字母和CQC標示源自英文單詞China Quality Certification的首字母。
目前,對於開關電源產品而言,CCC認證僅針對計算機內置電源,信息技術設備配套的電源適配器、充電器和音視頻配套適配器。
LED驅動電源僅適用於CQC認證。
CCC和CQC認證查詢頁面:
http://www.cqc.com.cn/chinese/zscx/A0107index_1.htm
(7)RCM認證
RCM(Regulatory Compliance Mark,法規符合性標誌)是澳大利亞各州和紐西蘭的產品認證標識,表明產品符合澳大利亞各州以及紐西蘭的電氣安全法律/法規規定的安全及其他要求,同時也符合澳大利亞《無線電通信法》和紐西蘭《無線電通信法》規定的電磁兼容要求。帶有RCM標誌的產品表明同時符合電氣安全(SAA)和電磁兼容(C-Tick)要求。 (強制性)
註:EMC只需測試EMI,目前不管控電磁抗擾度和諧波電流
(8)ENEC認證
ENEC (European Norms Electrical Certification,歐洲標準電器認證)是CENELEC(歐洲執委會電工標準化組織)的一項認證計劃,該計劃是針對特定並符合歐洲標準的產品所使用的通用歐洲標準。ENEC是歐洲安全認證通用標誌。(非強制性)
目前ENEC有21個籤署國,包括25個機構,也就是說只有這25個機構才能開展ENEC認證。
LED電源ENEC認證標準為以下:
EN61347-1,EN61347-2-13,EN62384(LED電源性能標準)。
三、安規符號及名詞說明
安規符號
安規距離
防電擊保護類別
絕緣
EMC
1.安規符號
2.安全距離
(1)電氣間隙(clearance):又稱空間距離。是指在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間測得的最短空間距離。
(2)爬電距離(creepage distance):又稱沿面距離,是指沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間的最短路徑。
3.設備的防電擊保護類別
(1)Ⅰ類設備(class Ⅰ equipment):設備的防電擊保護採用基本絕緣,而且具有保護性接地。
此類設備如我司帶保護地線的金屬外殼電源,如CLG系列
(2)Ⅱ類設備(class Ⅱ equipment):設備的防電擊保護不僅依靠基本絕緣,而且還有附加絕緣,如採用加強絕緣或雙重絕緣的設備。這類設備不依靠保護性接地。
此類設備如我司不帶保護地線的塑膠外殼電源,如LPF系列
(3)Ⅲ類設備(class Ⅲ equipment):設備的防電擊保護是依靠安全特低電壓(SELV)電路來實現的,且不會產生危險電壓的設備。
此類設備如我們常用的手機等
4.絕緣
(1)功能絕緣 Functional insulation
僅使設備完成正常功能所需要的絕緣。
(2)基本絕緣 Basic insulation
對防電擊提供基本保護的絕緣。
(3)附加絕緣 Supplementary insulation
除基本絕緣以外施加的獨立的絕緣,用以在基本絕緣一旦失效時減小電擊的危險。
(4)雙重絕緣 Double insulation
由基本絕緣加上附加絕緣構成的絕緣。
(5)加強絕緣 Reinforced insulation
一種單一的絕緣結構,其所提供的防電擊的保護等級相當於雙重絕緣。
5.EMC(電磁兼容)
EMC(Electro-Magnetic Compatibility)為電磁相容的縮寫,顧名思義產品對於相關的電磁波幹擾,不但本身要有相當程度的抗耐性,而且也能控制本身在一定程度的對外幹擾,這樣我們才可說產品符合相當程度的電磁相容性。
電磁相容包含兩部份:
(1)EMI(Electromagnetic Interference)電磁幹擾。
(2)EMS(Electromagnetic Susceptibility)電磁耐受。
四、主要測試之EMC項目
--輻射
--傳導
--諧波
--浪湧
EMC的測試項目主要有以下11項
EMI部分:
輻射、傳導(依據標準IEC/EN55022,IEC/EN55015等)
諧波(依據標準IEC/EN61000-3-2)
閃爍(依據標準IEC/EN61000-3-3)
EMS部分:
靜電放電,傳導抗擾度,電快速瞬變脈衝群,浪湧(雷擊),輻射抗擾度,工頻磁場,電壓跌落與暫降
1.傳導發射(Conduction)
(1) 測試場地需有兩片成垂直且接地良好的reference ground plane(本照片中一片置於牆壁內,另一片即為地上之不鏽鋼)。
(2)待測物需放置於一離地80cm高的非傳導性物質製成的桌面上,並離牆40cm。
(3)待測物需距離LISN(置於地面之儀器)80公分遠,若電源線過長時,需以8字形,長度約30~40cm來回纏繞。
(4)待測物產生之雜訊經由電源線傳輸至LISN後,傳輸至接收機判定其雜訊的QP及AV強度。
測試限值(依據燈具類標準EN55015)
測試曲線(依據燈具類標準EN55015)
2、輻射發射(Radiation)
測試方法
本測試場地為半波暗室,暗室的四周牆面和頂部採用吸波材料,用以模擬開闊場地,測試待測物發出的電磁波。
以CE規範來說,待測物需放置於距離天線十米處之旋轉桌上(置於旋轉桌的長邊,電線自然下垂)以便360度旋轉待測物以測得電磁波輻射最強的角度,得到最強的角度後再升降天線(1米至4米)以得到最高的電磁波強度。
待測物所發射之雜訊經天線吸收後再經由同軸電纜回傳至EMI接收機以判定其電磁波的QP(準峰值)強度。
天線需調整垂直與水平兩種模式。
信息類標準測試的頻率範圍介於30~1000MHz之間;燈具類標準的頻率範圍介於30~300MHz之間
(2)輻射發射(Radiation)
測試限值(依據信息類標準EN55022)
測試曲線(依據信息類標準EN55022)
(3)諧波電流(Harmonic Current)
產生原由
—橋式整流器及濾波電容在短時間充電後會產生高脈衝電流及高諧波雜訊。
解決方案
—利用PFC電路將電流波形矯正為近似正弦波。
測試標準
—IEC/EN61000-3-2(GB17625.1)
(3)諧波電流(Harmonic Current)
依照EN61000-3-2標準,設備分為四類
Class A
平衡三相設備,非可攜帶式工具,音頻設備 ( 收音機、喇叭),不屬於 Class B、C、D 任何一類的設備
Class B 可攜式工具,非專業用的電焊設備
Class C 燈具類設備
Class D 功率小於或等於600W的個人電腦、顯示器及電視機
限值要求嚴格程度依次為ClassC >ClassD >ClassA >ClassB
註:
1.輸入功率Pin<150W未經PFC線路多能通過ClassA的限值,Pin>150W則需經過PFC線路才能通過ClassA和ClassD的限值要求。
2.用於LED燈具的電源均需有PFC才能通過Class C的要求。另外,依照標準要求,輸入功率Pin<25W的LED燈具不適用於Class C限值要求,採用Class A限值測試即可。
(4)浪湧(Surge)
測試方法
待測物需置於離地80cm高的非傳導性物質製成的測試桌上。
本測試為經由儀器模擬雷擊波並耦合至待測物埠,以測試待測物是否會受到幹擾而產生誤動作。
將待測物接上儀器所提供的電源再選擇適當的測試程式後即可進行測試。
電源埠,需測試0°,90°,180°,270°等四個角度,每個角度+/-電壓各五次,每次間隔60s,待FG的電源,一次完成測試需2小時.
測試結果判定
Criterion A:測試過程及結束時待測物功能不受影響或在定義的誤差之內。(不受影響)
Criterion B:測試過程中待測物功能受到影響或失去功能,但測試結束後自動恢復功能. (受影響,能自動恢復)
Criterion C:測試過程及結束時待測物失去功能,並且無法自動恢復功能,需使用人力或重啟動.(受影響,不能自動恢復)
Criterion D:測試過程及結束時,待測物失去功能,並且無法靠人力或重新啟動其功能。 (受影響,損壞)
註:以上判定方法使用於所有的EMS項目測試
(5)補充說明:
影響EMI的主要元件:
1.X電容,Y電容,輸出對地的高壓電容,整流橋後的金屬電容
2.共模電感,差模電感,PFC電感,變壓器
3.二極體,開關管,整流橋
4.散熱片尺寸等等
影響浪湧的主要元件:
放電管,壓敏電阻,開關管,整流橋等等
五、主要測試之安規項目
--抗電強度(耐壓)
--漏電流/接觸電流
--接地阻抗
--溫度測試
安規測試的主要項目有以下:
1.抗電強度 (耐壓) 2.接地阻抗 3.漏電流 4.電容洩放電壓 5.絕緣阻抗 6.溼度測試 7.工作電壓 8.輸入測試 9.銘牌 10.安全距離 11.穩定性 12.衝擊測試 13.球壓測試 14.異常測試 15.過載測試 16.限電流測試 17.限功率測試 18.跌落測試
1.抗電強度
抗電強度(Electric strength)測試就是我們常說的耐壓測試。其目的在於確認設備中使用的固體絕緣是否足夠。對於開關電源而言,我們常於指定的端子之間施加要求的電壓進行耐壓測試。
測試方法:
(1)測試前應將Input各端子短路為一點(PRI),Output各端子短路為一點(SEC),FG單獨一點後始可測試。
(2)測試持續時間為1分鐘,試驗電壓從零逐漸升高到規定的電壓值(上升時間至少1s,一般3s);
(3)原則上,測試應在正常溫升測試完成後,設備仍然處於充分發熱狀態的條件下進行;
(4)耐壓測試漏電流設置為10mA,燈具類要求5mA(L/N-FG)
2.漏電流/接觸電流
接觸電流測試是指流過模擬人體阻抗網絡電流的測試。其目的在於確認設備是否會產生人體觸電危險。
(1)測試條件:
I/P:Vin max.×1.10 / 60Hz(Vin max.=規格貼紙標示Max.)
O/P:No Load Ta:25℃
(2)測試方法:
1.為了保證測量的準確性,被試設備須放置在絕緣的桌上
2.如果報備有不同規格的Y電容,必須選用最大容量的電容來進行測試。
(3)標準限值:
1.EN60950-1 外殼接地設備:3.5mA,外殼不接地設備:0.25mA
2.UL8750 0.5mA (輸入150VAC以下) 0.75mA(輸入150VAC以上)
註:要求UL8750認證的電源,考慮到測試設備及方式差異,如採用EN60950-1的設備測試,漏電流需控制在0.37mA以下。根據經驗,請儘量維持一次側電容+跨接電容在5500pF以下
3.接地阻抗
接地阻抗測試的目的在於考量在異常情況時產品的保護接地是否能正常運作。
測試方法:
1.測試電流為2倍的電路電流(歐規常用32A,北美用40A)
2.測試電壓不超過12 V,
3.持續時間:
保護電流小於30A:2分鐘
保護電流大於30A且小於60A:4分鐘
4.判定方法:
保護電流小於16A:接地阻抗不得超過0.1Ω
保護電流大於16A:跨接在保護導體上的電壓不得超過2.5V
接地阻抗測試時,一端接保護接地端子,另一端一般考慮的測試點為:
1. 有PE標識的地方
2. PCB上安全接地銅箔的最遠端
3. 使用者可觸碰的金屬外殼
4.溫度測試
溫度測試是指在產品設計規定的環境溫度下,電子設備中的各個部件高出環境的溫度,以此評估產品是否會熱的和著火相關的危險。
1.測試條件:
輸入:Vin min. -10%/ Vin max. +10%(115V/230V切換須分開測試)
輸出:Full Load
環溫:25℃(熱帶需以35℃為環溫),或者產品定義的環溫(選最差環境測量)
2.測試方法:
1.將Thermo Coupler穩固的固定於需要量測的物體或零件上。
2.Thermo Coupler末端需以熔焊結成球狀。
3.須於無風烤箱內進行測試。
3.測試零件:
熱源及易受熱源影響部份。
例如:輸入端子、Fuse、XY電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、繞線、散熱片、壓敏電阻、導熱膠、大功率半導體、Case、熱源零件下之PCB等等。(注意:變壓器測溫度點必須有線包,非磁芯)
4.零件溫度限制:
a.零件上有標示溫度者,以標示之溫度為基準。
b.在任何環境下變壓器最高溫度可分為:
5.補充說明:
主要的安規元件及其主要影響
保險絲, 重要安全元件,異常保護
PCB 重要安全元件,防火材質,減少火災危險
X電容, 重要的EMI元件,影響洩放電壓測試
Y電容, 重要的EMI元件,影響漏電流測試
電感, 重要的EMI元件,影響溫升等
變壓器, 最重要測安全元件,影響溫升,異常測試,安全隔離等
開關管, 影響溫升,異常測試
熱敏電阻,影響溫升等
壓敏電阻,重要的浪湧防護元件,影響溫升等
塑膠外殼,影響溫升,安全隔離,防火材質
線材, 影響溫升,安全隔離,防火材質
溫度開關,影響溫升,異常測試保護
光耦, 重要的安全隔離元件