安规设计注意事项

安规设计注意事项

1.   零件选用

(1)     在零件选用方面,要求掌握:

a .安规零件有哪些?(见三.安规零件介绍)

b.安规零件要求

  安规零件的要求就是要取得安规机构的认证或是符合相关安规标准;

c.安规零件额定值

  任何零件均必须依MANUFACTURE规定的额定值使用;

  I 额定电压;

  II 额定电流;

  III 温度额定值;

  (2). 零件的温升限制

   a. 一般电子零件: 依零件规格之额定温度值,决定其温度上限

   b. 线圈类: 依其绝缘系统耐温决定

       Class  A         ΔT≦75℃

       Class  E         ΔT≦90℃

       Class  B         ΔT≦95℃

       Class  F         ΔT≦115℃

       Class  H         ΔT≦140℃

        c. 人造橡胶或PVC被覆之线材及电源线类:

   有标示耐温值T者     ΔT≦(T-25)℃

   无标示耐温值T者     ΔT≦50℃

d. Bobbin类: 无一定值,但须做125℃球压测试;

e. 端子类: ΔT≦60℃

f. 温升限值

I. 如果有规定待测物的耐温值(Tmax),则:

          ΔT≦Tmax-Tmra

II. 如果有规定待测物的温升限值(ΔTmax),则:

          ΔT≦ΔTmax+25-Tmra

   其中Tmra=制造商所规定的设备允许操作室温或是25℃

(3).使用耐然零件:

a.  PCB: V-1以上;

b.  FBT, CRT, YOKE :V-2以上;

c.  WIRING HARNESS:V-2以上;

d.  CORD ANONORAGE: HB以上;

e.  其它所有零件: V-2以上或HF-2以上;

f.   例外情形:

   下述零件与电子零件(限会在失误状况下,因温度过高而引燃的电子零件)若相隔13mm以上,或是相互间以至少V-1等级之障碍物隔开,则其耐燃等级要求如下:

I.     小型的齿轮,凸轮,皮带,轴承及其它小零件,不须防火证明;

II.   空气载液的导管,粉状物容器及发泡塑料零件,防火等级为HB以上或HBF以上

     g.下述件不须防火证明:

I.     胶带;

II.   已获认证零件;

III.密封于无开孔且体积小于0.06m 金属壳内之零件;

IV.仪表壳,仪表面,指示灯或宝石,置于至少V-1等级的PCB上的IC,晶体管,光耦合        

  器及其它小零件的外壳.

2.   整体配置

(1)     安全距离(沿面距离和空间距离)

如果知道了工作电压及绝缘等级,就可决定所需之安全距离.

表一: 绝缘等级及各式绝缘适用情形

  ***工作电压的决定:

     *量测dc电压时,任何重叠涟波之峰值应包括在内;

     *非重复性的突波不予考虑;

     *在决定空间距离及电气强度测试电压时,ELV或SELV电路的电压应视为零,但在       

      决定沿面距离时,则须按实际电压计算;

     *可触及的未接地导体零件应视为接地;

     *若变压器之绕组或其它部份为浮接,则视为接地,并因此获得最大的工作电压;

     *在双重绝缘处,横跨基本绝级的工作电压值,应先将补充绝缘处短路视之,而得出电    

      压值,反之亦然.变压器绕组间的绝缘,则先将其中一个绝缘短路,而在其它绝缘上有

      最高工作电压产生;

     *变压器两绕组间的绝缘,其工作电压应取两绕组内任2点的最大电压值,可能连接

      至此绕组之外加电压,亦应包括在内;

     *变压器绕组与其它零件间的绝缘,其工作电压应取此绕组内任一点至其它零件之最

      大电压值;

     *可取外电源的额定值.

表二 :  安全距离的位置及要求

  注意:

I. 量测时中性线,地线及二次侧RETURN须连接在一起,在连接前,请先确定电源输入端中性线及火线是否正确,以免造成中性线及火线短路发生.

II. 一次侧与二次侧间所量测出来的电压若低于电源输入电压,则以电源输入电压为准.

III. 沿面距离≧空间距离,沿面距离若小于空间距离,则以空间距离为准.

安全距离见表三,表四,表五,表六,电路板设计见下页图集:

结构设计

a.    稳定度

  稳定度指终端系统设备不可失衡而导致使用者或维修者危险;

b.    机械强度

  机械强度指内外壳的承受力如铁球撞击测试,落地测试,推力测试, TEST

  FINGER 测试，7小时烤箱测试等;

c.    尖锐角

尖锐角指在防止不当的设计导致人员的伤害及绝缘破坏;

       (3) 接地方法：

a.    接地方式

I.    机械式固定：

不可经由塑料连接,且须有防止松动作用(如WASHER)的产品;

II.   防腐蚀：

指两种以上不同金属连接其电化学电位差不能＞0.6V;

III.接地线：

  至少18AWG之绿滚黄线,如果LINE/NEUTRAL>18AWG,则须使用与其同等

  号线之线材(AWG: AMERICA WIRE GAUGE 美国线规) ;

IV. 接地螺丝／螺栓的要求：

           至少NO.6或M3.5

V.接地螺丝／螺栓之金属固定物厚度要求：

         螺丝直接锁在金属板上,则金属板必须有最小２倍的螺丝螺纹的厚度,若使用

         NUT方式固定则无厚度要求;

        VI.接地螺丝／螺栓的固定扭力：

          最小1.3牛顿米;

b.    接地确认测试

25A或30A接地电流测试,时间为 2分钟

       附注: I. 接地螺丝不可用自攻螺丝;

           II. 若有其它的地线,欲锁于同一螺柱上,则须用另一螺母分开固定之.

      (4)  开孔方式

a.    顶部（带有危险电压裸露组件正上方），符合下列任一要求即可:

I.    任何一方向量测，尺寸不超过5mm;

II.   宽度在1mm内，长度不限；

        III.尺寸大小不限，但须确保外物不会直接掉入孔内而碰触到具危险电压零件．

b.    侧面，符合下列任一项要求即可

I.任何方向尺寸必需＜5mm

              II.宽度在1mm内，长度则不限

       III结构上采用百叶窗结构或类似的限制结构，可使外来的垂直掉落物向外偏离   

 以避免触及产品内部裸露组件；

       IV.开孔位置适当，并在其投影5度角范围内，无具危险电压零件存在．

       C. 下方，符合下列任一项要求即可

I.    无任何开孔

II.   开孔大小不限，但须在下列物品下方：

i. PVC ,TFE ,PTFE, TEP 及NEOPRENE 做成绝缘导体及连接头；

ii. 具阻抗保护或过热保护的马达；

         iii.符合防火外壳要求的内部屏障或是细目金属纲或是其余类似物；

III. 若有40mm以下的开孔，但须在防火等级V-1以上的零件之下；

IV. 孔大小不限，但开孔上方须设遮蔽板；

V.     若为金属底壳，开孔大小及孔距均应符合相关要求；

VI. 以细目金属纲做屏蔽，其纲目大小不超过２mm*2mm,且织纲金属线之直          径不小于0.45mm;

      总之: 外壳开孔,固然千变万化,但是以TEST PIN测试时,不可碰触到具危险电压

           裸露零件

3.标示方式

(1)        标示种类

a.       电源接口标示：

设备外表应有的额定电力标示，标示内容应包括：

I.        额定电压或额定电压范围，单位为V;

II.      输入电流为直流，则需加上“ ----- ”的符号；

III.     额定频率或额定频率范围，单位为Hz;

IV.    若该设备须连接至多相电力系统，则须另外标示相数，如2￠,3￠等；

V.      额定电流,单位为A或mA;

VI.    制造商名称或商标符号或辩识符号;

VII.   设备型号;

VIII.若设备为class II,则须加上“    ”的符号;

b.       电源输出端

插座旁须有清楚标示注明其所能承受最大负载；

    c. 电压切换开关    

应在使用手册中详细述明其用途及使用方法；

    d. 保险丝

I.    额定电流；

II.   额定电压；

III. 熔断特性（FAST 标示为“F”, SLOW或TIME  LAG标示为“T”）;

IV. 防爆特性（LOW-BREAKING 标示为“L ”,HIGH-BREAKING 标示为“H”）;

范例： T2.5AL,250V或F3.15AH,250V

 e. 端子

I.    接地保护端子旁，应有“      ”标示；

II.  水线（中性线）端子旁，应有“N” 标示；

总之:可以有额外的标示,但先决条件是不可造成误导或混淆.

(2)        标示要求:

I.    标示不可置于可取下的物品上；

II.  上述标示种类之各种标示,经过酒精,汽油等有机溶剂及水测试后,须依然清晰可见，且为恒久标示．

4. 设计中的EMC问题

(1)   EMC介绍

EMC(ELECTRO-MAGNETIC COMPATIBILITY)即电磁兼容性，乃指产品在优良的设计下不干扰别的产品，也能忍受外界电磁干扰的能力，EMC包括EMI(ELECTRO-MAGNETIC INTERFERENCE)和EMC(ELECTRO-MAGNETIC SUSCEPTIBILITY).EMI即电磁干扰,指含有电子电机零件的仪器,装置整组设备

或整套系统因动作而产生的一种电磁波噪声,或装置本身不需要的信号,经由辐

射或传导路径影响其它装置,造成其它装置不正常或失真.EMS即电磁耐受性,也就是仪器,装置整组或整套系统本身具有抗拒外面噪声, 免除被外界噪声干扰的能力.

(2)   EMI/EMC管制:

    目前,世界上很多国家或地区对于电子信息产品的EMI/EMS均有严格的管制措施,如美国FCC,欧盟的CE,日本的VCCI及电气用品取缔法,澳洲的SMA,加拿大,韩国等国家或地区均有专司EMI/EMS管制法规条文,对于销往这些国家或地区的产品都须先经过测试合格,方可合法的运送及销售.(见下页)

 其中:  增益(dB)=10log10输出功率/输入功率=20log10输出电压/输入电压

    或  损失(dB)=10log10输入功率/输出功率=20log10输入电压/输出电压

       此电压是在50Ω阻抗上测得: 以跨在50Ω阻抗上之负载,1μV均方根电压所产生功率为参考标准.

   或  dBμV=20log10(50Ω阻抗上电压,单位为μV)

    dBμV表示高出1μV多少个dB,也就是以dB表示高出1μV/50Ω标准强度有多少．

(3)   THE IEC 801-2 TEST STANDARD FOR ESD(静电放电试验)

A.     耦合方式

I.    直接ESD

  i. 针对待测物之导体部分采用接触式放电:

    ii. 针对待测物之非导体部分采用空气式放电:

II.  间接ESD

均采用接触式放电处理

i. 水平耦合板(HCP)

   ii.垂直耦合板(VCP)

(4)   THE IEC 801-4 TEST STANDARD FOR EFT(快速电性脉冲试验)

a.    耦合方式

I. 电容式耦合: 仿真传导耦合

     III.空腔式耦合: 仿真辐射耦合

(5)   电磁干扰之防制电路设计注意事项

a.    振荡源输出处加EMI过滤电路组件如下

b.   
振荡源输出处加EMI过滤组件如EMI BEAD如下

c.    CLK信号输出及输出处加EMI过滤组件BYPASS TO GND如下:

d.   
信号输出接口处加EMI过滤组件BYPASS TO GND如下:

e.   
电源输出处加EMI过滤电路组件BYPASS TO GND如下:

f.     电源输出处加EMI过滤组件如下:

总之: a. 接地面积尽量加大; 

     b. 尽量使用多层板之设计.

5.LED颜色

(1)     RED: 危险或警告或+5V;

(2)     YELLOW: 注意或+3.3V;

(3)     GREEN: 安全或-12V;

(4)     BLUE: 特别讯息;

(5)     WHITE: 一般讯息或-5V;

(6)     BLACK:GROUND;

(7)     ORANGE: 5VS.

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