什么是电源的安规认证

一、什么是安规认证
随着我国经济的高速发展,人们的生活水平不断提高,电子产品大量进入家庭,由于这些设备存在触电、火灾、有害辐射、化学、爆炸及机械伤人的危险,为了保护用户的生命财产安全,维护消费者利益,促进企业提高产品质量,国家相继制定了有关产品的安全标准,将上述危险减到最小,并通过立法保证安全标准的贯彻执行。被国家认可的国家认证机构,对通过有关检验的电子产品,予以认可,承认这些产品符合有关安全标准。

二、 国家认证机构
是颁发或授权表明设备符合规定标准的国家级许可证或国家级合格标志的组织。在我国,中国电工产品认证委员会(CCEE)是经过国务院标准化行政主管部门---国家质量技术监督局授权,国家进出口商品检验局和国际电工委员会中国国家委员会认可,代表中国参加国际电工委员会电工产品安全认证组织(IECEE)的唯一机构。
下表是部分常见安全认证机构标志:

三、国家质量技术监督局1999年第八号公告:自2000年5月29日起电脑电源的生产、销售及
使用强制实施安全认证及监督管理。其实大多数工业发达国家对于电气产品的安全标准都有法律作保障。不经安全检验合格或认证合格的产品不得在市场销售,甚至要追究法律责任,我国标准化法第14条也规定:”不符合强制性标准的产品,禁止生产、销售和进口”,第20条还规定”生产、销售、进口不符合强制性标准的产品,由法律、行政法规规定的行政主管部门依法处理;造成严重后果构成犯罪的,对直接责任人依法追究刑事责任。”由此可知,在国家质量技术监督局的强制监督管理下,未经认证的开关电源将没有市场,经过安全认证合格的电源的生产、销售和使用才会受到法律的保护。

四、开关电源安全标准的主要内容
安全标准是以保障使用者的生命财产安全为出发点,对电子电器产品在原材料的绝缘、阻燃等方面作出了严格的规定。符合安全规格的产品,不仅要求产品本身符合安全标准,也要求生产厂商有完善的安全生产、质量保证体系。我国的国家标准是GB4943-1005《信息技术设备(包括电气设备)的安全》。安全认证主要包括爬电距离、抗电强度、漏电流和温度四方面的要求。

1、爬电距离:指沿绝缘表面测得的两个导电零件之间或导电零件与设备界面之间的最短距离,强调爬 电距离是为了防止器件间或器件与地之间打火威胁人身安全。
2、抗电强度:指在交流输入线之间或交流输入与机壳之间将零电压增加到1500V交流或2200V直流时, 不击穿或拉电弧。
3、漏电流: 通过隔离变压器在电源的火线或零线与易触及的金属之间串接电流表,开关电源的漏电 流在260V交流输入下不应超过3.5mA。
4、温 度: 安全标准对电子电器的求很严,并要求材料有阻燃性,开关电源的内部温升不应超过65 ℃,比如环境温度是25℃,电源元器件的温度应小于90℃。
5、安规产品与非安规产品的区别:
1)经安规认证的产品在元件、材料的绝缘、阻燃等方面进行了严格的规定,但产品是符合安规的并不 代表性能的好坏。
2)由于安全认证的申请时间较长,还有严格的限制和要求,象我国的CCEE认证,不仅送检产品本身要 符合CCEE标准,同时要求工厂要相对完善(类似ISO9000审核)的品质保证体系,以保证大批量生 产时,每一个产品都市符合CCEE的要求;不仅如此,还要接受CCEE机构定期和不定期的质量监督及 检查。基于这原因,在申请安全认证时,厂家都会考虑产品本身的完善性和实用性。因为安全认证 申请后,不得随意作任何变更、替代或修改,所以相对的讲,安规产品的起点会较非安规产品高出 许多。非安规电源,在积尘、潮湿、高温、雷电、震动等情况下、容易出现短路现象,一旦出现短 路,非安规电源极易引起火灾,严重影响用户的生命财产安全,所以,世界各国对安规标准执行得 非常严格。

根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容, 1. X电容是指跨于L-N之间的电容器, 2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。 (L=Line, N="Neutral", G="Ground")

X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差别在于: 1. X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV, 2. X2耐高压小于等于2.5 kV, 3. X3耐高压小于等于1.2 kV

Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差别在于: 1. Y1耐高压大于8 kV, 2. Y2耐高压大于5 kV, 3. Y3耐高压 n/a 4. Y4耐高压大于2.5 kV

X,Y电容都是安规电容,火线零线间的是X电容,火线与地间的是Y电容.它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全. 安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664) X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ X2 ≤2.5kV Ⅱ X3 ≤1.2kV —— 安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围 Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250V Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义

在滤波电路上有X电容,就是跨接L-N线;Y电容就是N-G线。在安规标准上有按脉冲电压分X1,X2,X3电容;按绝缘等级来分Y1,Y2,Y3来分。(这些都不是按什么材质来分的,以后多学习。)至于安规标准各个国家有一些差别,但额定电压无非就是250和400。各大厂家做的安规电容就是要满足这个安规标准的需求,一个安规电容可以满足Y电容的要求,也有可以做成满足X电容要求。所以就有的安规电容上标X1Y1,X1Y2...

火线与0线之间接个电容就是是X,而火线与地线之间接个电容像个Y。由于火线与0线直接电容,受电压峰值的影响,避免短路,比较注重的参数就是耐压等级,在电容值上没有定限制值。火线与地线直接电容要涉及到漏电安全的问题,因此它注重的参数就是绝缘等级,正如 james bai所说的,太大的容值电容会在电源断电后对人对器件产生影响。

 

400应该是Y2电容的额定电压值,3000v指的是峰值脉冲电压.
其实这两个值不是国际上常用的值,一般国际上Y2的额定电压是250,脉冲峰值电压是5000V.

Y2的性能比较好,esr低,频率性能好,一般用于L或是N与地线(外壳)之间的滤波.

注意,在某些场合必须用Y电容,否则就过不了安全标准,不论是我们的3C还是IEC,CSA,DVE或是美国的UL,日本的DENA.为什么呢?因为由于Y电容的良好安全性能,所以规定如果定容实效会引起人身安全的场合必须用Y电容.大家知道,在L与G之间的电容如果失效,会导致外壳带电,从而可能会导致人触电,所以这种场合必须用Y电容.
400应该是Y2电容的额定电压值,3000v指的是峰值脉冲电压.
其实这两个值不是国际上常用的值,一般国际上Y2的额定电压是250,脉冲峰值电压是5000V.

Y2的性能比较好,esr低,频率性能好,一般用于L或是N与地线(外壳)之间的滤波.

x电容一般没有限制,当然,从EMI来讲,大一点会好些,所以,主要EMI,体积以及成本来决定.
Y电容由漏电流和EMI决定.
对于不同国家的标准,漏电流有不同要求.美国UL对漏电流要求较低,Y电容甚至可以用到110NF.但是从成本以及体积上来讲,一般也不会用到这么高,但是用到几十nf是没问题的.
欧洲的IEC对漏电流要求较高.最严格的如瑞典,漏电流要求为0.25mA,所以y电容最多能用到3.2nF.但,很多国家有不同标准,如德国的漏电流分为两级,0.5mA和3.5mA,所以最大的可以用到6.4nF和44.6nF.

所以,在漏电流允许的条件下,可以适量增加y电容,从而达到更好的EMI效果.当然,EMI能过即可,不必太高,否则会增加其它风险.

注意,在某些场合必须用Y电容,否则就过不了安全标准,不论是我们的3C还是IEC,CSA,DVE或是美国的UL,日本的DENA.为什么呢?因为由于Y电容的良好安全性能,所以规定如果定容实效会引起人身安全的场合必须用Y电容.大家知道,在L与G之间的电容如果失效,会导致外壳带电,从而可能会导致人触电,所以这种场合必须用Y电容.

再总结一下:
1.y电容注意漏电流大小.
2.x,y电容要满足滤波需要,看怎样设计滤波电路.他们会影响到THD,PFC,EMI
3.安全方面,考核x,y电容的还有三个试验,而且是强制性的试验:burst,surge与震铃波试验.其中,震铃波试验因为持续时间短,波形宽度小,所以能量小,因此比较容易过.但是surge和burst试验往往不是很容易.
4.对于上述三个试验,如果镇流器或是灯管在试验中被破坏,以至实验后无法正常工作,则试验失败.否则,试验被认为通过.试验通过氛围三种,一是class A,也就是说,试验中镇流器与灯工作完全正常,没有可见的闪耀.这是最好的结果.二是class B,可以看见光抖动,或是灯熄灭,但是试验中灯管自动恢复正常.三是class C.灯管熄灭了,而且在试验中不能自己恢复工作,但是试验后,断电,再通电,灯管又正常工作了.
5.按照标准,一般来说达到C就可以了.但是很多大公司会作出跟严格的要求,如必须达到class B.
6.一般surge,burst失败,无非两种原因.一是x,y电容质量不好,试验中被击毁.但是这种可能性比较小,一般来说使用x2电容与y2电容,电压应力都足以通过这两个试验.另外一种可能就是试验中,浪涌电压耦合到主电路里,早成异常,从而造成内部炸机.这种情况要具体分析.

和Y电容都是安全电容,区别是X电容接在输入线两端用来消除差模干扰,Y电容接在输入线和地线之间,用来消除共模干扰 。
采用塑封的方形高压CBB电容,CBB电容不但有更好的电气性能,而且与电源的输入端并联可以有效的减小高频脉冲对开关电源的影响。---X电容(金属薄膜电容器)
 什么是y电容---有高压瓷片的。Y型电容连接在相线与地线之间。为了不超过相关安全标准限定的地线允许泄漏值,这些电容的值大约在几nF。一般地,Y电容应连接到噪声干扰较大的导线上
  Y电容分为Y1电容和Y2电容,Y1属于双绝缘Y电容,用于跨接一二次侧.Y2则属于基本单绝缘Y电容,用于跨接一次侧对保护大地即FG线。
安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.
安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664) 8Ga91 v.l 6
X1 >2.5kV ≤4.0kV
X2 ≤2.5kV
X3 ≤1.2kV
安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围
Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250V
Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V
Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V 
Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V
X电容抑制差模干扰
Y电容抑制共模干扰;
根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容,
1. X电容是指跨于L-N之间的电容器。
2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。 (L=Line, N="Neutral", G="Ground") 。
X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差别在于:
a. X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV;
b. X2耐高压小于等于2.5 kV;
c. X3耐高压小于等于1.2 kV;
Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差别在于:
a. Y1耐高压大于8 kV;
b. Y2耐高压大于5 kV;
c. Y3耐高压
d. Y4耐高压大于2.5 kV

X和Y电容都是安全电容,区别是X电容接在输入线两端用来消除差模干扰,Y电容接在输入线和地线之间,用来消除共模干扰,采用塑封的方形高压CBB电容,CBB电容不但有更好的电气性能,而且与电源的输入端并联可以有效的减小高频脉冲对开关电源的影响。---X电容(金属薄膜电容器);
  Y电容---有高压瓷片的。Y型电容连接在相线与地线之间。为了不超过相关安全标准限定的地线允许泄漏值,这些电容的值大约在几nF。一般地,Y电容应连接到噪声干扰较大的导线上Y电容分为Y1电容和Y2电容,Y1属于双绝缘Y电容,用于跨接一二次侧.Y2则属于基本单绝缘Y电容,用于跨接一次侧对保护大地即FG线

安規電容通常只用于抗干擾電路中的濾波作用
获欧亚美七国安全认证

安规电容分为x型y型,
   Y电容是用于L/N连接到GND的;
   Y电容又分为Y1和Y2:Y1的耐压值为2600V, Y2有双层保护,耐压值为4700V。

   X电容是是用于L-N之间的。
   一般安规电容内部包含了若干个X电容和Y电容,一般为1个X电容,两个Y电容,具体看外标
参数。

   安规电容的放电和普通电容不一样,普通电容在外部电源断开后电荷会保留很长时间,如
果用手触摸就会被电到,而安规电容则没这个问题。处于安全考虑和EMC考虑一般在电源入
口建议加上安规电容。
 


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