摘要:針對開關電源產品,從結構和測試兩個方面比較了GB9706.1和GB4943.1的異同點。在產品結構方面著重分析了指示燈、網電源熔斷器、爬電距離和電氣間隙、變壓器的結構及防火外殼的差異。在測試方面,針對GB9706.1和GB4943.1各自應用的環境,分析了在電容放電、泄漏電流、電介質強度及溫升測試方面的差異。
關鍵詞:GB9706.1;GB4943.1;開關電源;醫療設備
引言
從設計用途看,GB4943.1-2011所涵蓋的主要是在家庭或者辦公環境中使用的信息技術產品,所需要防護熔斷器*主要的功能是在異常情況下切斷電路,而的對象主要是操作人員和受過專業訓練的維修人員;不發生兩個標準定義的各種危險,如超溫、起火、絕緣崩GB9706.1-2007除了防護上述人員之外,還對設備的使潰等,從而保護設備和使用人員。
1結構
設計開關電源的首要原則是確保其結構滿足GB9706.1-2007和GB4943.1-2011的要求,下面比較這兩個標準對開關電源結構要求的主要差異。
1.1指示燈
開關電源經常使用指示燈來表明產品的工作狀態。需要注意的是紅色和黃色在醫療產品中有其特定的含義,用來指示相關警告或者是需要采取緊急行動的狀況。所以如果開關電源需要同時滿足兩個標準的要求,且沒有特別的考慮,指示燈應避免選擇紅色和黃色。
1.2 網電源熔斷器
熔斷器*主要的功能是在異常情況下切斷電路,而不發生兩個標準定義的各種危險,如超溫、起火、絕緣崩潰等,從而保護設備和使用人員。在GB4943.1中無論對于I類或者II類產品,設備可以只配備一個熔斷器。但是在GB9706.1中對于I類和功能接地的II類設備,每根導線都需要安裝熔斷器。由此可見,GB9706.1的要求更為嚴格。
1.3 爬電距離和電氣間隙
安全距離是電源設計的關鍵,主要指初級、次級及初級和保護接地之間的距離。表1列舉了GB9706.1和GB4943,1在爬電距離和電氣間隙的確定方法上的差異。
從表1可以看出,在確定兩點之間的距離要求時,按照GB4943.1,需要測量絕緣兩端工作電壓的峰值和有效值;而GB9706.1只需測量工作電壓的有效值。
此外,在確定電氣間隙和爬電距離時,GB4943.1明確規定可以使用線性插值法,而在GB9706.1并沒有提及此概念。舉例來說,待測兩點之間的工作電壓是250V(有效值),GB9706.1中相應的電氣間隙和爬電距離分別是5mm和8mm;若其工作電壓是251V(有效值),在不考慮線性插值法時,根據GB9706.1中的表格16相應的電氣間隙和爬電距離分別是7mm和12mm。由此不難看出,雖然工作電壓只增加1V,但要求的距離卻幾乎增加50%。因此在空間距離的要求上,GB9706.1通常更一般情況下,滿足GB9706.1即可同時滿足兩個為嚴格。標準的要求。
1.4變壓器中的絕緣膠帶
對于在變壓器中起雙重或加強絕緣作用的膠帶,兩個標準有不同的要求,詳見表2。
由表2可以看出,如果要設計符合兩個標準的開關電源,變壓器中使用的絕緣膠帶必須滿足下列條件之一:
(1)使用兩層膠帶且膠帶的厚度至少0.3mm,并通過相應測試;
(2)使用三層膠帶并通過相應測試。
1.5 防火外殼
GB4943.1中明確提出對總質量不超過18kg的移動式設備必須具備不小于V-1等級的防火外殼,而在GB9706.1中并未對防火外殼的具體要求做出明確的定義。由此,如果開關電源產品的防火外殼滿足GB4943即可認為同時滿足GB9706.1的相關要求。
2測試
對于開關電源類產品,GB4943.1和GB9706.1所適用的測試項目是基本一致的,其差異性主要體現在測試設備、測試方法和測試判定上。下面列舉幾個代表性的差異。
2.1電容放電測試
GB4943中規定拔除插頭1s后,插頭上的殘余電壓必須衰減到初始值的37%以下;而GB9706.1中規定拔除插頭1s后,設備的殘余電壓不得超過60V。由此可見,在通常情況下,GB9706.1的條款比GB4943.1更加嚴格。因此,在X電容和泄放電阻的選擇上面,廠家只需要按照GB9706.1的要求來設計產品就可以滿足兩個標準的要求。
2.2漏電流測試
GB4943稱漏電流為接觸電流,這個名稱更加形象地在GB4943描述了漏電流的作用機理。對于漏電流測試,在GB4943和GB9706.1中所使用的測試網絡是不一樣的,如圖1和圖2所示。這是因為兩個標準需要防護的對象有所不同,通過人體簡化所得到的阻容網絡也有所不同,這個在測試設備的選擇上需要加以注意。另外GB9706.1規定需要測量正常工作狀態和單一故障條件下的漏電流;而GB4943.1中并沒有相關的要求。GB9706.1還規定需要同時考慮在濕熱處理前后分別進行漏電流測試。
圖1GB4943中的漏電流測試網絡
圖2GB9706.1中的漏電流測試網絡
2.3電介質強度測試
電介質強度的數值是由相應絕緣部位的工作電壓值來確定的。GB4943.1中要求測量的是工作電壓峰值(Vpk),在其中的表5B查找相應的峰值來確定電介質強度數值。而在GB9706.1表5的注2中則要求首先測量開關電源(Vpk-pk),以此確定基準電壓(U),再的工作電壓的峰-峰值用得到的基準電壓(U)對照表5得到電介質強度數值。由此可見,兩個標準確定的電介質強度的方法是不完全一樣測得開關電源兩端的*大工作電壓Vpk為的。舉例來說,347V、Vpk-pk為894V。由此得到對應于GB4943和GB9706.1的電介質強度數值分別為3000V(交流)和4265V(交流)。在大部分情況下,GB9706.1對電介質強度的測試要求更為嚴格。
2.4溫升測試
GB9706.1的表10a)和表10b)是對不同部件溫升值的劃分。針對表10a)中的部件,需要在溫升測試后把所獲得的結果換算到環境溫度為40℃(如果廠家宣稱的設備環境許可溫,而表10b)中相應的部件僅需要在環境度不超過40℃)溫度為25℃的情況下滿足即可。而對GB4943而言,溫升測試的數值只是需要調整到廠家宣稱的*大環境溫度即可(不小于25℃)。需要注意的是,在GB4943用到的是*高溫升的概念,GB9706.1用到是溫度限值的概念,這個只要在實際測試中做相應的調整即可,其本質沒有區別。另外,對于絕緣系統溫度兩個標準限值不一樣,例GB4943的判據是100℃,而GB9706.1如A級絕緣系統,的判據是105℃。
此外,GB4943.1和GB9706.1在標簽耐久性測試的方法、輸入測試的結果判定方法上也還存在著差異,開關電源設計人員可以直接參考兩個標準的具體內容。
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