电源安规测试标准.docx
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电源安规测试标准
安规测试
这是许多产品制造商最想问的一个问题，当然最普遍的回答是“因为安规标准中有规定”。
在产品制造领域，强制标准就意味着法律，但如果我们能深入了解电气安规的背景，便会发现它背后所隐含的责任与意义。
实际上，安规标准是让用户所使用的产品规避危害，这样也保障企业规避风险。
各式的电气设备都有潜在的危害，只要有使用电力或是电子组件之产品，皆不能对使用者造成危害。
安规标准中的危害包含以下四种：
电气伤害、机械／物理伤害、低压／高能量伤害、易燃防治，此四种危害在各式产品安规中是最基本的安全标准，其中对于一般电子产品，电气伤害对用户损害最大。
造成电气伤害的因素有很多种，其中最主要的是电流经过人体所造成的电气伤害。
此类电气伤害对人类具有直接的影响性，伤害的严重性依电能的大小，湿度，接触面积等有所不同。
想象你在洗澡时，突然运作中的电热水器发生漏电，使得电流从吹风机经过你的身体而流向地面。
此时，你的心脏出现不规则心悸、血压下降，造成不可挽回的悲剧。
在安规标准中并无法规范每一项操作中所产生的错误，但仍然提供了几项基本的测试与防范来保护人身安全。
例如GFCI（Groundfaultcurrentinterrupters），设计在对地电流大于规范漏电流上限时，会在几个ms之内自动切断电源。
此功能已大量减少人们在家中意外触电致死的案件，为电器使用者增添了一份保障。
电力的频率（frequency）也是决定因素之一，一般室内的AC电源多为50/60Hz，其对人体的伤害大于DC电源，因此家用电器皆要求设计有保护人体的电路。
许多安规标准以适当的漏电流、产品机构设计、耐压绝缘等测试，以规范当人体碰触时所产生的伤害。
但安规标准分为一般标准（general）以及特殊标准（particular），制造商需十分注意各标准的适用性，让产品符合正确的安规标准。
电气伤害的测试主要分为以下四种：
耐电压测试（DielectricWithstand/HipotTest）：
耐压测试在产品的电源端与地端电路上，施以一高压并量测其崩溃状态。
绝缘电阻测试（IsolationResistanceTest）：
量测产品电气绝缘状态。
漏电流测试（LeakageCurrentTest）：
检测AC/DC电源流至地端的漏电流是否超过标准。
接地保护测试（ProtectiveGround）：
检测可接触之金属机构等部位是否有确实接地。
耐电压测试
耐电耐压测试或电气强度测试为国际安规认证机构如：
JSI、CSA、VDE、BSI、UL、IEC、TUV所要求的必测项目，产品须于出厂前做百分之百的测试，它对产品而言，为品质的保证及电气安全性的指针。
耐电压测试的实质是在被测产品电气上本不连接的两部分间施加一段时间的同频高压，以检验有无绝缘崩溃。
测试电压须参照各相关的安规标准并视工作电压及绝缘等级而定，通常使用交流电压，若有电容器类零件横跨于待测绝缘上，则建议使用直流电压做测试，但测试电压须为1.414倍的交流测试电压。
绝缘阻抗测试
绝缘阻抗测试和直流耐压测试是非常相似的，于耐压相同的两点施以直流电压，最高可达1000伏特，通常使用单位为MΩ，可判定良品及不良品，一般而言，测试电压为500伏特或1000伏特，绝缘阻抗不得小于10MΩ。
绝缘阻抗测试为非破坏试验，且能侦测绝缘是否良好，在某些规范中，是先做绝缘阻抗测试再进行耐电耐压测试，而绝缘阻抗测试无法通过时，往往耐电压测试也无法通过。
接地电阻测试
接地阻抗测试为测试产品的接地点，对产品的外壳或金属部份，施以一个恒流（一般电流在10-40A之间）电源来测试两点间的阻抗大小，一般产品规定量测25A，阻抗不得大于0.1Ω而CSA要求量测40A，以此测试，可检测出接地点螺丝未锁紧、接地线径太小、接地线断路等问题。
泄漏电流测试
泄漏电流测试意指，当设备供应电压时，流经设备金属可接触部份经人体至接地部份或可接触部份的电流。
量测时须使用人体仿真线路MD，并联电压表，其MD依不同的产品安规标准有不同的人体仿真线路，而测试电压为最不利的输入电压，一般订额定电压上限为测试电压。
耐压测试是电气安规测试中最主要的项目之一，所有的电气组件及产品，包含变压器、电容、电源供应器、充电器、家电产品等，皆需要进行耐压测试。
准确讲应该是“UL”和“VDE”：
UL标志是美国以及北美地区公认的安全认证标志，贴有这种标志的产品，就等于获得了安全质量信誉卡，其信誉程度已被广大消费者所接受。
因此，UL标志已成为有关产品（特别是机电产品）进入美国以及北美市场的一个特别的通行证。
UL标志分为3类，分别是列名、分级和认可标志，这些标志的主要组成部分是UL的图案，它们都注册了商标。
分别应用在不同的服务产品上，是不通用的。
1、列名
UL在产品上的列名标志是表明生产厂商的整个产品的样品已经由UL进行了测试，并符合适用的UL要求。
2、分类
带有此标志的产品，其危险的有限范围或使用的适合范围均已经得到评定。
3、元/组件认证
为了加快对产品或系统的评定速度，并节省金钱，对于组成不完整或性能有限制的组件，对以后用于UL列名或分类的产品或系统中的产品，可进行元/组件认证。
在任何最终产品中使用UL认证的组件并不意味着该产品本身是UL列名的产品。
VDE是德国著名的测试机构，直接参与德国国家标准制定。
同UL一样VDE标志只有VDE公司才能授权使用VDE标志。
大部分人对VDE的认识停留在电器零部件认证上，其实VDE测试除传统的电器零部件，电线电缆，插头等认证之外同样也可核发EMC标志以及VDE-GS标志。
现在电脑上的设备越来越多，能耗也日渐增大，没有一个功率强大的电源，就有可能损坏主板、硬盘等部件，缩短电脑的正常使用寿命。
目前市场上的电源品种繁多，从几十元到上百元都有，如何选择一部优质的电源，主要得看它的安全认证如何。
通常，获得认证项目越多，说明该电源的质量的可靠度也越高。
我们在购买的时候，应尽量选择这样的电源。
电源认证项目:
1CCEE认证
CCEE是中国电工产品安全认证委员会的英文简称，它是我国惟一的电工产品安全认证机构。
CCEE认证是关于电工产品的强制性认证标准，即凡是在我国市场上销售的电子产品都必须被强制通过这一认证，否则不能在市场上出售。
CCEE认证为白底绿色图案，由代表中国和长城的符号组成，所以通常又被称为长城认证。
2FCC认证FCC是一项关于电磁干扰的认证。
电源在工作时内部会产生较强的电磁干扰。
如果不加以屏蔽就可能对显示器、主板和其他电器设备造成影响，甚至给人体带来危害。
所以国际上对电磁干扰有严格的规定，通用的标准有FCC-A工业标准和FCC-B民用标准两种，只有符合后者的电源才是安全无害的。
3UL认证UL（保险商试验所）是美国最具权威性、非盈利性的民间安全测试机构，它主要对各种设备、系统和材料进行安全性试验和检查，确认是否对生命财产存在危险，并将检验结果公布出来。
UL出版了几百种标准，其中大多数被ANSI（美国国家标准协会）所采纳。
总体来说，UL标准可以分为:
对产品结构的要求、对产品使用的原材料的要求、对产品使用的元器件的要求、对测试仪器和测试方法的要求、对产品标志和说明书的要求等。
现在UL认证已成为全球最严格的认证之一。
4CSA认证CSA是加拿大标准协会的简称，它是加拿大首家专门制定工业标准的非盈利性机构，也是世界上最著名的认证机构之一。
在北美市场上销售的电子、电器等产品都要取得CSA安全方面的认证。
该标准主要对产品、工艺、材料的测试手段、服务的安全性和材料等方面作出了规定。
5CE认证
CE就是“欧盟”拉丁文的缩写，它是欧盟所推行的一种证明产品符合其指定要求的合格产品标志。
CE标志是强制性的通行证，也是电源生产制造的基本认证标准之一，它要求电源产品必须保护使用者的健康安全及符合环保基本要求。
考核电源的指标
一般来讲，电源的安全认证以德国基于1EC-380标准制定的VDE-0806标准最为严格，我国的国家标准则是GB4943-1995《信息技术设备（包括电气设备）的安全》。
无论是哪一国制定的标准，大都从爬电距离、抗电强度、漏电流、温度等几个方面做出了严格规定。
爬电距离的要求：
爬电距离指沿绝缘表面测得的两个导电器件之间或导电器件与设备界面之间的最短距离。
UL、CSA和VDE安全标准强调了爬电距离的安全要求，这是为了防止器件间或器件和地之间打火从而威胁到人身安全。
抗电强度的要求：
在交流输入线之间或交流输入与机壳之间由零电压加到交流1500V或直流2200V时，不击穿或拉电弧即为合格。
关于漏电流的要求：
UL和CSA均要求暴露的、不带电的金属部分均应与大地相接。
漏电流的测量是通过在这些部分与大地之间接一个1.5kΩ的电阻，测其漏电流。
开关电源的漏电流，在260V交流输入下，不应超过3.5mA。
温度的要求：
安全标准对电器的温度要求很重视，同时要求材料有阻燃性。
对开关电源来说，内部温升不应超过65℃，如果环境温度是25℃，电源的元器件的温度应小于90℃。
不符合安全标准的电源在刚开始用时对使用者并没有什么直接的不良影响，但用久了以后，由于潮湿的空气和灰尘的影响可能导致高压区短路，不但造成电源本身损坏，还会严重影响电网，从而对其他电器造成不利影响。
电磁干扰的要求：
国际上通用的标准有FCC-A（工业标准）、FCC-B（民用标准），电源应符合民用标准。
电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰。
传导干扰通过电源线传播，频率为30MHz以下，主要干扰音频频段。
由于计算机用开关电源有金属壳作屏蔽，所以电源干扰更多地体现为传导干扰。
传导干扰的大小是衡量计算机电源品质的重要标准，它包括两个方面的含义：
一是防止电网上电磁干扰通过电源本身产生的电磁干扰进入电网，影响主机系统正常工作；二是防止主机本身产生的电磁干扰进入电网，影响其他电器。
我们在日常工作中可能有这样的经验，在微机开机时，其附近的电器如电视、音响等不能正常使用，这是传导干扰产生的影响。
最后，希望本文能给各位朋友选购电源带来帮助，以免因省下了几十元而造成上千元的损失。
电源的安全认证
安全标准以保障用户生命和财产安全为出发点，在原材料的绝缘、阻燃等方面作出了严格的规定。
符合安全标准的产品，不仅要求产品本身符合安全标准，而且对于制作厂家也要求有较完善的安全生产体系。
在这些标准中，以德国基于1EC-380标准制定的VDE-0806标准最为严格。
我国的国家标准是GB4943-1995《信息技术设备（包括电气设备）的安全》。
电源符合以上标准其安全性就有了保障。
电源符合某个国家的安全标准并得到其法定部门颁发的证书，比如获得UL机构颁发的证书，就称为取得了UL认证。
中国的安全认证机构是CCEE。
不管是哪国的安全认证，都对爬电距离、抗电强度、漏电流、温度等方面做出了严格规定。
1、安规简介:
安规也就是安全标准规格,安规对制造的装置与电组件有明确的陈述与指导,以提供具有安全与高品质的产品给终端使用者；其目的主要是用来防止electricshock,energyhazards,fire,mechanicalandheathazards,radiationhazards，chemicalhazards等对人体造成的伤害.
一般地,每一个国家都可以建立自己本国的电气安全标准,但是大多数的电源供给器制造厂商都是使用IEC,VDE,UL,CSA安全标准作为解决安全之需求.UL与VDE的安全标准有本质上的差异,UL规格比较集中在防止失火的危险,而VDE规格则比较关于操作人员的安全,对于电源供给器而言,VDE乃是最严厉的电气安全标准.
安规政策:
高压测试和接地测试零缺点.
2.电源供给器结构安全需求
（1）空间需求（spacingrequirements）
UL,CSA与VDE安全规格在活性组件之间,以及活性组件与固定金属组件之间,强制规定特定的空间需求,空间需求包括空间距离和沿面距离,空间距离在VDE中又叫间隙距离,而在UL中则叫分离距离,VDE标准规格中的沿面距离在UL标准规格中则称为分隔距离.
空间距离（Creepagedistance）:
在两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间经由空气分离测得最短直线距离;
沿面距离（clearance）:
沿绝缘表面测得两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间的最短距离.
（2电介质测试承受度（dielectrictestwithstand）
当装置上的额定电压为250Vac或是更小时，在UL与CSA标准规格中需要做输入至输出与输入至地端的高电位隔离测试（HI-POTisolationtest
（3漏电流测量（leakagecurrentmeasurement）
UL与CSA标准规格中需要所有露出的固定金属组件必须予以接到大地端,而且经由连接至地端的1500Ω电阻器来测量漏电流;VDE标准规格则规定在1.06倍额定电压下,由1500Ω电阻器与150nF电容器并联来测量漏电流.
具体测量方法见五.SAFETYTEST&EVALUATION.
（4绝缘电阻（insulationresistance）
在VDE标准规格中,输入端与SELV输出电路之间需要有7.0MΩ的最小电阻值，而输入端与较容易受变动的金属组件之间,则需要有2.0MΩ的最小电阻值,而其外施电压则为1分钟500Vac.
***SEL安全特低电压电路（safetyextra-lowvoltagecircuit）其定义为具有适当保护设计之二次电路,即在任意两个可能碰触组件之间或人体可能碰触到任意组件和产品的接地保护端子之间电压不会超过42.4Vacpeak或60Vdc的二次电路;
EL特低电压电路（extra-lowvoltagecircuit）其定义为在导体与导体之间或导体对地之间的交流电压峰值不超过42.4Vac或直流电压不超过60Vdc的二次电路;
危险电压（hazardousvoltage）:
交流峰值超过42.4Vac或直流超过60Vdc的电压.
一次侧:
内部线路直接连接到主要电源或相关电源部分;
二次侧:
电源输出部分主要不是经由一次侧,而是透过变压器和其它隔离器具转换而来者称为二次侧.
（5PC板需求（PCboardrequirements）
UL与CSA规格也提供可燃性标准,也就是所有PC板必被UL认可为94V-2或是更好的材料,而VDE规格亦接受这些标准.
附注：
防火等级优劣
发泡塑料材料类：
HF-1等级较HF-2优,HF-2等级较HBF优;
一般材料:
5V优于V-0,V-0优于V-1,V-1优于V-2,V-2优于HB.
为什么要进行接地电阻测试
亦称接地连续性测试,接地测试必须对所有一类产品（ClassI）进行。
测试的目的是保证产品上的所有在单一绝缘失效的情形下会变成带电体，并且可以被使用者接触到的导电性部件被可靠连接到电源输入的接地点。
换句话说,一个接地测试使用大电流的低电压源加到接地回路来核实接地路径的完整性。
通过测量连接在保护接地连接端子或接地触点和零件之间的阻抗来判断是否符合标准要求,阻抗不超出产品安全标准确定的某个值则认为是符合要求的。
一定要记住,从结构和设计观点来看,用做保护接地的导体不应该包含任何的开关或保险丝。
测试要求：
大多数标准对于进行接地测试提出下列的参数要求：
•被测设备（EUT）必须承受高一定时间的直流或交流电流但是电压要很低。
•在保护接地连接端子或接地触点和被接地零件之间的电压降必须被测量。
•电阻必须使用通过的电流和产生的电压降来进行计算（欧姆定律）。
阻抗不应该超出某个值，不同的的安全标准可能要求不同的值。
例如,IEC60950-1要求测试电压不超出12V。
电流可能是交流或直流，产品额定电流的1.5倍或25A（二者选择比较大的）。
测试持续时间必须是1分钟,并且连接在保护接地端子或接地触点和必需被接地的零件之间的阻抗不能超出0.1欧姆，不包括电缆的阻抗。
一些标准,譬如CAN/CSA-C22.2No.60950-1或UL60950-1（含加拿大国家差异），如果设备的额定电流不超过16A，则要求测试电流为40A，持续时间为2分钟。
除加拿大标准外,多数标准要求在25A下测试并且维持1分钟，这代表过流保护设备能承受的最大的电流和最久的操作时期。
最大值25A大约是为多数额定点流不超过16A的线连接可插入A型设备安装开关的额定值的1.5倍。
加拿大国家接线法规（CanadianNationalWiringCode）的要求与这些要求感觉是非常相似的,他们假设,保险丝在两倍额定值的电流下动作时间不超过1分钟。
UL标准则认为，由于多数电源电路使用20A线路开关保护,故障电流将会是40A并且不超过2分钟。
为什么要进行耐电压测试
（一）
电介质强度测试,亦称hipot测试,大概是最多人知道的和经常执行的生产线安全测试。
实际上，表明它的重要性是每个标准的一部分。
hipot测试是确定电子绝缘材料足以抵抗瞬间高电压的一个非破坏性的测试。
这是适用于所有设备为保证绝缘材料是足够的的一个高压测试。
进行hipot测试的其它原因是,它可以查出可能的瑕疵譬如在制造过程期间造成的漏电距离和电气间隙不够。
进行型式测试的时候,hipot测试是在某些测试（譬如失效,潮态及振动测试）之后进行来确定是否因为这些测试造成绝缘的退化。
但是，日常生产进行的hipot测试,是制造过程中的测试来确定是否所生产的产品的结构是与型式测试所用产品的结构相同。
一些由生产流程造成的缺陷可以通过在线hipot测试检查出来，例如,变压器绕组电气间隙和爬电距离减小。
这样的故障可能起因于绕线部门的一名新操作员。
其它例子包括检查绝缘材料的**瑕疵或发现一个过大的焊点。
大多数安全标准使用2xU+1000V的惯例作为基本的绝缘材料测试的依据,这里的U是操作电压（rms值）。
这个惯例仅仅作为一个指导,对于个别标准特别是IEC60950提供了一个具体的表格来定义根据测量到的实际工作电压来确定确切的测试电压1.至于使用1000V作为基本惯例的原因是产品的绝缘材料在日常使用中可能承受瞬间过电压。
实验和研究表示,这些过电压通常高达1000V。
测试方法：
高压通常是应用的在横跨被测试绝缘材料的二个部件之间,譬如测试设备（EUT）的一次侧电路（PrimaryCircuit）和金属外壳。
如果绝缘材料在两个部件之间是足够的,那么加在两个由绝缘体分离的导体之间的大电压只能产生非常小的电流流过绝缘体。
虽然这个小电流是可接受的,但是空气绝缘或固体绝缘不应该发生击穿。
因此,需要注意这个电流是因为局部放电或击穿的结果,而不是由于电容联结引起的。
另外一个例子是对介于电源的一次（Primary）和二次（Secondary）电路之间的绝缘材料进行测试。
这时所有输出短接在一起。
耐压测试仪的接地探针与短接在一起的输出相连,同时高压探针与L和N连接（L和N短接）（参见图1）。
在hipot测试期间EUT不工作。
必须注意,在进行型式测试期间,理想的情况是先加低于规定的电压的1/2,然后逐渐上升，并且在10秒中达到规定电压，并且维护1分钟。
然而，大多数测试仪器,直接输出规定电压或使用一个电子控制线路来实现电压的爬升。
测试持续时间：
如果测试是代表认证过程的一部分,那么测试持续时间必须是所使用的安全标准相符合。
例如,多数标准,包括IEC60950,测试持续时间是1分钟。
但是,当在生产线对产品进行测试,通常对每个产品进行1分钟hipot测试是不实际的,制造商通常会缩短测试时间,譬如几秒钟,但是使用更高的电压。
一个典型的经验法则是110-120%（2xU+1000V）,1-2秒。
测试持续时间和程序应该得到相关测试机构的同意。
值得注意的是,虽然被减少的时间和增加的电压是近似,实验和制造商的'数据表明,每种绝缘材料有它自己的具体电压时间特征
为什么要进行绝缘电阻测试？
绝缘电阻测试是亦称Megger（高阻）测试。
目的是将测量任何由绝缘材料分隔的二点之间总电阻。
因此，测试确定绝缘材料在抵抗电流流过的时候具备多么效用。
测试时使用的典雅通常是500~1000Vdc，因此，电流非常低。
由于电流很低,这个测试为检查绝缘材料的质量是有用的，不仅是在产品制造的时候,而且在产品使用的时候同样适用。
测试程序：
EUT
连接到测试仪,测试电压从零逐渐上升到最大值（通常情况下是500Vdc）。
一旦电压到达最大值,保持一个时间（通常是5秒），然后记录电阻值。
测量值应该是非常高的（通常在兆欧级）。
绝缘电阻的测量在某些标准中是强制要求的，如IEC60950-1和UL6500。
为什么要进行耐电压测试
（二）
电流设定：
现在大多数hi-pot测试仪允许用户自行设定电流的限值。
但是,如果产品的实际漏电流是已知的,那么hi-pot测试电流是可以预测的。
限值的选择实际要依靠被测试的产品。
最好的选择限值的方式是测试一些产品样品并得到平均hipot电流，然后泄漏电流的限制值被设定为一个稍高出平均值的值。
另外一个设定电流限值的方法是使用以下数学公式:
使用2作为因数的原因是,线路泄漏电流通过一个Y电容产生,但是hipot测试产生的泄漏电流通有各条线路的电容同时产生。
推导出I（hipot）的等式,你可以预测hipot测试电流。
所以,hipot测试仪电流限值应该被设置足够高以避免因为泄露电流的存在而导致的误判,同时不能太高而导致无法检测出真实的绝缘材料击穿。
多数安全标准允许使用交流或直流电压进行hipot测试。
当使用交流电压进行测试时,被测试的绝缘材料承受的电压是峰值。
所以,如果你决定使用直流电压进行测试,你必须保证,dc测试电压是交流测试电压Ö2 （或1.414）倍,这样直流电压的值与交流电压峰值是相等的。
例如,对于1500Vac,用做绝缘测试的等效直流电压应该是1500x1.414或2121Vdc。
使用直流测试电压的一个好处是,泄漏电流限值与使用交流测试电压相比，可以被设置为更低的值。
这样制造者有更大的机会检查处处于绝缘材料失效边缘的产品,这些产品在使用交流电压进行测试是可能会通过。
必须注意到,当使用直流hipot测试仪,电路中的电容器会被高度充电,因此,一个安全放电设备或设定是必需的。
但是,不管测试电压怎样,在产品被人接触之前进行放电处理都是很好的做法。
直流hipot测试仪的另一个好处是其电压逐渐上升。
由监测当电压增加时电流的变化,操作员能在故障发生之前看出潜在的绝缘材料失效。
使用直流hipot测试仪的一个小缺点是因为直流测试电压比较难产生,直流hipot测试仪的成本也许稍微高出交流测试仪。
交流hipot测试仪存在一个小弊端，那就是如果被测试的电路中有大容量的Y电容,可能会因为hipot测试器的电流限值设置,可能造成ac测试仪显示测试失败而实际上绝缘并没有击穿。
多数安全标准允许用户断开Y电容器进行测试,或者选择使用直流hipot测试仪。
直流hipot测试仪不会因为大
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