开关电源安全规范问题解答

开关电源安全规范问题解答

1.什么是开关电源的安全规范？
开关电源的安全规范简称“安规”。IEC950标准的名称为“信息技术设备包括商用电气设备的安全性”。该标准对安全设备的设计要求做了详细规定，用来防止某些危险可能带来的损害或损伤。这些危险包括电击、电能损伤、火灾、机械和热的伤害、辐射性伤害以及化学性伤害。
2.如何区分开关电源的Ⅰ类电子设备和Ⅱ类电子设备？
Ⅰ类电子设备是用下列方法来获得防电击保护的设备：采用基本绝缘的电子设备，必须还要有一种连接装置，使那些在基本绝缘一但失效就会带危险电压的导电零部件能与建筑物配线中的保护接地导体相连。
Ⅱ类电子设备是指防电击保护不仅依靠基本绝缘，而且还需要采取附加安全保护措施的电子设备。例如采用双层绝缘或加强绝缘的设备，这类设备既不依靠保护接地，也不依靠安装条件的保护措施。
3.如何区分开关电源的一次侧电路和二次侧电路？
一次侧电路（初级电路）是指直接与外部供电电网或其他等效供电源连接的内部电路。在开关电源中，这部分电路包括EMI滤波器、整流桥、高频变压器的一次绕组，以及任何直接连到一次侧的元器件，例如采用一次侧反馈的偏置绕组、光耦合器中的光敏三极管等。
二次侧电路（次级电路）是指未直接连到一次侧功率端的电路（Y电容除外），其传送的功率来自高频变压器。
4.开关电源的工作电压和安全特低电压有何区别？
开关电源的工作电压是指当设备以额定电压在正常使用条件下工作时，绝缘材料所能承受的最高电压。
安全特低电压（SELV）是指具有安全电压保护功能的电路。在正常工作条件下和单一故障条件下，二次侧电路中任意两个靠近的部件之间或某个部件与Ⅰ类设备的保护地接地端之间的电压均不得超过的一个安全电压值。
5.什么是开关电源的绝缘类型和爬电距离？
开关电源的绝缘类型分以下3种：
（1）基本绝缘：对防电击提供基本保护的绝缘。
（2）双重绝缘：由基本绝缘加上附加绝缘构成的绝缘。
（3）加强绝缘：一种单一的绝缘结构，其所提供的防电击保护等级相当于双重绝缘。
爬电距离是指在两个导电零部件之间或导电零部件与设备的边界面之间，沿绝缘体表面测得的最短距离。在开关电源中所有一次侧电路到所有二次侧电路之间的爬电距离，一般为5-6mm。
6.电子设备的最大漏电流是如何规定的？
电子设备的最大漏电流规定如下：
（1）Ⅰ类手持式设备的最大漏电流为0.75mA，Ⅰ类移动式设备（手持式设备除外）的最大漏电流为3.50mA。
（2）Ⅱ类设备的最大漏电流为0.25mA。
7.如何正确测量开关电源的最大接地漏电流？
在最高输入电压情况下，开关电源的最大接地漏电流不得超过规定的限定值。对于Ⅱ类设备，当输出没有与大地连接时，应在可触及的导电零部件上进行测试；而对于可触及的非导电零部件，应对帖在该零部件上面积小于10cm×20cm的金属箔进行测量。
8．一次侧到二次侧的交流绝缘抗电强度是如何规定的？
对开关电源一次侧到二次侧的交流绝缘抗电强度规定如下：
（1）基本绝缘：1000V（u≤130V）；1500V（130V≤u≤250V）。
（2）附加绝缘和加强绝缘：2000V（u≤130V）；3000V（130V≤u≤250V）。
9.什么是安全隔离变压器？
安全隔离变压器是指能将供电给SELV电路的绕组与其他绕组（如一次绕组及一次侧的偏置绕组）隔离开的功率变压器。这样即使绝缘被击穿，在SELV绕组上也不会引起危险情况的发生。
10.什么是安全放电？
安全放电是指设备在设计上应保证在电网供电断开时，不会因连接到供电电路电容内的电荷泄放而造成电击危险。如果设备中有额定容量大于0.1uF的电容器连接至外部电网，则必须设法对电容器进行放电，放电的时间常数须小于1s。此要求特别适用于任何直接连接到交流电网的EMI滤波器电容。当电源线从插座拔出时，由于其插头是外露的，因此该电容器可能会引起电击。
11.什么是两线交流输入？
两线交流输入是指开关电源参阅两线制交流输入，由一条相线与一条中线组成，其中交流电网的中线最终在该处通过供电的接线板接至大地。电源的安全特低电压（SELV）输出端可直接连大地，亦可不直接连。
12.什么是三线交流输入？
三线交流输入式开关电源是采用三线制交流输入，包括相线、中线和接通大地的地线，用于连接EMI滤波器元件、屏蔽、底盘及外壳。中线被视为一个不接地的交流电源线或单独的相线。因此与任何交流电源线一样，对其也有相同的安全考量。
当安全接地连接开路或某个元件（如Y1电容）失效时，IEC950、UL1950、UL544等安全规范都对总的故障电流大小进行了严格限定。例如UL1950规定，Ⅰ类信息技术设备或三线（相线、中线及地线）交流240V、60Hz的输入，当地线开路或某个元件失效造成短路时，其漏电流不得超过3.5mA。因此Y电容的最大容量被限制在39nF。对于Ⅱ类设备或两线（相线、中线，没有地线）输入，当某个元件失效时其漏电流不得大于250uA，对应于交流240V、60Hz的输入，Y电容的最大值被限制在低于2800pF。此外还需考虑电容及输入电压的容差。