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Switch power 设计安规注意事项
2008-06-26 16:21
一、安规的定义及目的
定义: 各国依设备使用之范围而制定的安全规范.
目的: 为保护使用者与操作者尽量避免发生电击、能量、着火、机械、热、辐射、化学等危险,并降低发生之可能性, 保护使用者与操作者生命、财产之安全.

二、各安规元件简介:
1、X 电容-
UL - FOKY2, FOWX2 及 IEC384-14 X2 approval,不控制厂牌及型号。
其他安规: 控制厂牌及型号,更换厂牌亦要报备.
Rating: 以 Max.报备,只可换小不可变大.否则要报备.
一般**使用厂牌:
             OKAYA : PA, RE type
       Arcotronics: R.46, 原1.40. 1.47type禁用
           Hua June: MKP type
       Roderstein : F1772 type
         Evox Rifa : PHE840M
一般X 电容最高温度限制为 85 or 100℃ .

2、Y电容:
UL - FOKY2,FOWX2 及 IEC384-14 Y1 or Y2 approval, 不控制厂牌及型号.
其他安规: 控制厂牌及型号,更换厂牌亦要报备.
Rating: 以Max.报备,只可换小不可变大.否则要报备.
跨一.二次侧电容称为Bridging Capacitor.一般超过3300uF,安规测试 中的 LCC test可能会fail-请特别注意。
一般**使用厂牌:
           TDK: CD (Y1), CS (Y2) type
         Murata: KX ( Y1), KC( Y2) type
   Pan Overseas:   AH (Y1), AC( Y2) type
       Success: SE ( Y1), SB ( Y1), SF ( Y2 )
     Roderstein: WKO ( Y2) type
     Matsushita: NS-A type
一般 Y 电容最高温度限制为100 or 125℃.
TDK CD type 及 Success SB, SE type safety承认到 125℃.
X, Y 电容一般可在report 上标示为Optional.

3、Fuse / Thermal fuse(thermal cut off)
Fuse选用标准-只要比额定输入电流大就可以了.
请不要大,小 power adaptor都用T 2.5A. CE 的 surge只要测1KV ( 2 pin adaptor ), 2KV ( 3 pin adaptor ).因有时在Fuse rating 与输入电流相差过大, fuse 无法立即broke, 会造成end user端的危险.因为fuse是重要安规零件,所要报备的厂商/ type就都要准备样品.当安规完成后再报备新fuse需要做测试.请工程师告知 2 个以上至 厂商及type.

4、Storage Capacitor:
一般申请时是以min.报备.若rating变大,可以不用报备.
Rating 变小要报备及测试.Storage capacitor - 只控制rating,不控制厂商及type.
最大温度只有105oC,若温度过高也可能影响max. ambient 之限制.

5、热缩套管:
要有UL, CSA approval. 一般safety report上不会注明厂商及型号.
Rating: 选用适当之voltage及温度, **几乎都用600V,(300V min) 125 oC.

6、变压器
Power supply内最重要之零件.
线圈,线径变更要报备安规.
UL Class B 130C insulation system.
若无使用三层绝缘线 - 则为Dash 2 B-5 system.
若有使用三层绝缘线-则为 HIS-8A system. 可使用之bobbin只有Hitachi CP-J-8800

7、type (电木).
Insulation system   必须标示在变压器的label上.
变压器等级
     Class A     温升<75 K       Class E     温升<90 K
     Class B     温升<95 K       其他 Class H, Class F
再申请UL若无使用三层绝缘线,Class A与Class B所使用材料是相同的,因此一般直接申请Class B变压器.
Furukawa 及 Totoku三层绝缘线UL本身认证只有105oC,但因有列入Hitachi Chemical   HIS-8A 系统内,因此可用在Class B 130 oC.但若单独使用则仍只有105 oC UL approval.Furukawa在TUV 只有Class E 120oC承认.Totoku在TUV 有130oC承认.
UL Class B system, 所有材料不论其个别承认温度为何,只要系统内有列的材料皆可使用.但系统内没列的也都不可以使用.其他安规是依材料本身所承认之温度来决定是否可使用.

8、Noise Filter (NF)
一般来说, UL对Noise Filter材质和厂商没有特别的要求, 只要其对温度能承受变压器的最大温升即可, 其所用的材质及厂商不是一定要符合**公司的绝缘系统 .
Plastic Enclosure
若产品为direct plug-in type.申请IEC950时Plug要做ball pressure, ball pressure test 温度125oC min. 1hour.因此要考虑plug之材质.对于enclosure, plug (塑料部分)因要做烤箱及Ball pressure 测试,若要申请两种以上材质,则每种材直皆要提供样品.USA type Direct plug-in adaptor, 虽然UL1310 2000年版将距离缩所为 5.2mm, 但因为加拿大的距离维持不变,因此申请UL, cUL 还是以7.9mm min.为准.此处距离是只adaptor 插入socket后,金手指对 AC input blade 间之最近距离.

9、风扇
在挑选风扇时, 除注意其尺寸外, 最重要的是要求其风量.
当安规完成后若要再报备新风扇, 请尽量找风量(CFM)比原来风扇大的, 否则温度、abnormal…要重测.
也因常被客户抱怨noise 太大而要求换风扇
风扇请找有 UL 及欧规认证之 type.

10、 AC / DC Cord
一般申请时, 都没有AC cord, 但若考虑客户要求出货时要一并附AC cord, 则可将其申请为optional.
若无申请 AC cord optional, 则要分开包装,不可放在同一 carton 内.
DC cord 在 UL 是安规零件会写在UL report内, 在其他安规不是安规零件.
若有申请UL 则至少要 VW-1.80oC,但 UL 一般会标示300V.但若安规样品上有 rating 则会依样品上之 type ,rating ,温度直接写在 UL report上, Ex. 18AWG. 2464 type, VW-1     80oC. 因此再请线材厂商做样品时要特别注意

11、接地黄绿线
接地线要打端子 .
若是使用3 pin inlet, 则接地线一端要直接焊在 inlet 之FG pin 上, 请不要两端都焊在 PCB上.
若是open frame. type 用的是3 pin connector, 因不确定以后是会以铁壳接地. 因此接地点要做 grounding test.

12、各国插头
US Type     使用于 北美,日本,台湾 .
EU Type     使用于欧洲及一般为230V电压之国家.
UK Type     使用于 英国, 爱尔兰.
AU Type     使用于澳大利亚, 新西兰.
Korea Type     使用于韩国, 其形状与EU type相同,但其Metal cap EU type 4.0 mm, Korea type 4.8 mm.
Argentina type     类似澳大利亚plug, 但L和N极性相反, 因此在靠近Neutral pin 附近要打印 “ N".

13、塑料料
不同塑料料有不同之适用温度及燃烧等级 .
PC+ ABS     GE   C2950   80C,   V-0
PC           GE   940     120C,   V-0
Noryl       GE   SE1     105C,   V-1
因此必须 依其使用范围而选用.
与塑料料有关之安规测试:
外壳烤箱测试 , 壳内最高温升+10C or min. 70C.
带电部分球压测试 min. 125C.
Drop, Impact test (外壳).
绝缘片部分 ( mylar sheet ).
使用在隔离一, 二次侧, min.厚度要求0.4mm.
若使用在隔离一次或二次侧, min.厚度要求则依照 UL card上最小厚度之要求即可.
Ex. FR1 min. 0.23 mm 94V-0, 110C.
一般塑料料只要UL有承认,其他国家都可接受.
UL 对塑料料测试之标准UL 94.

14、PCB
保险丝的Rating须标示在本体附近, 且不可造成混淆.各零件之编号亦须清晰可辨.
安规距离: (UL60950,IEC60950 需依工作电压量测结果,计算BI和RI绝缘离) .        
另外PCB的底板即屏蔽板(for EMI),其要求如下:
铜泊范围内需有不连续面,且任意一个不连续面的直径不大于安规要求尺寸
       Eg.: CHANYOU(千友)   Max. 25.4mm
           YUE WAN(裕华) type 1 Max.25.4mm,type 2 Max. 9.4mm
底板通常为二次侧, 必须注意一次侧与二次侧间的距离应大于5mm.
Model label
一般要求:
一般model label须标示:公司名或商标、型号、产品名称、输入电压、输入电流、输入频率、输出电压、输出电流、交直流符号、制造地和相关的安规符号及叙述(如:双重绝缘).
其中关于输入电压,因欧盟(CE)国家的电压是230Vac,所以产品的输入电压一定要有230Vac: 如220-240Vac,230Vac,230-240Vac,100-240Vac,单独的220Vac或240Vac是不能接受的.
要求有机种的名称,即类型.如: Switching power supply, AC Adapter, AC Power supply  
机种命名要求 :
The request of trademark on the certifications and labels .
label上印刷safety mark各国要求:
China     CCC. model label上除要有CCC(S&E)外,还必须标注生产厂的工厂编号.且在印刷CCC mark之前,必须先向中国国家认证监督委员会CCC标志发放中心提出申请印刷CCC mark的授权
Japan     PSE. 要在label上印刷PSE mark, 申请机构, 日本进口代理商也印刷上去.
Korea     KTL. 在label上印刷EK mark, 除要有certification No.外,还应有生产场的名称和当地代理商之公司电话.
label上的一些符号和字母表示含义:
   Double Insulation, 二类设备, 也称双重绝缘.
LPS: Limited Power Source.
ITE: Information Technology Equipment.
机种命名规则:( 以**标准机种为例 )
使用inlet:
         3 pin inlet - PSA xxU   Ex. PSA30U, PSA31U series
         2 pin inlet     PSA xxW   Ex. PSA60W
Direct plug-in type:
USA type plug     PSA xxA Ex. PSC10A-050/120V, 60Hz        
   EU type plug - PSA xxE Ex. PSC10E-050/230V, 50Hz
   UK type plug     PSA xxK   Ex. PSC10K-050/230V, 50Hz
   China type plug - PSAxxC Ex PSC10C-050/220V, 50Hz, 形状类似US pin 但无hole.
   Argentina type plug- PSAxxN 220V/ 50Hz  
在neutral pin 上要打“ N". Plug ( thickness ) 厚度要> 3mm.
Australia type plug- PSAxxS Ex. PSC10S-050以Plug中心点算起至housing边缘,要 >27mm, 或 < 21.9mm.
India type plug - PSAxxI /240V, 50Hz
Korea type plug : PSA xxH   / 220V, 50Hz
Taiwan type plug: PLM xxT (Linear Taiwan 110V / 60Hz)

15、其它安规零件:
Switch- 控制厂牌,型号, rating
Relay -- 控制厂牌,型号, rating
Varistor -- 控制厂牌,型号, rating
Inlet / outlet- 控制厂牌,型号, rating
光耦和器( PC )-控制厂牌,型号,内部绝缘距离,耐压
Insulator- kapton / mylar tape,绝缘垫,绝缘mylar sheet
一般 绝缘 tape 没有UL94承认, UL card 上只有使用温度. Mylar / Kapton tape 做绝缘用时要pass AC3000 / 每层 Hi-pot test.  
绝缘垫要控制厂牌,型号与温度与燃烧等级.  
一般使用之mylar sheet虽为94V-0,但温度承认只有60oC. 因此要注意是否期周围温度会超过使用温度.
Diode - 控制rating
Resistor - 控制rating

三、Safety mark 一般常犯的错误
Double insulation mark, min. 5mm
CE mark min. 5mm
C-tick mark   min. 5mm
Mexico NOM mark 请不要只画一半,旁边arrow mark也要加上
Caution : 基本上 IEC60950 没有 Caution 要求,但若是要放上去请遵守字高3.2mm 的要求
CCC mark下要放工厂号码, 且尺寸需依标准尺寸线性放大缩小.

四、安规零件特别注意事项:
至少要提供两家以上厂商,以免购料出问题,或是原厂商品质有问题时无法立即代换.
慎选厂商 - 曾经遇过风扇, 开关...厂商倒闭而需另报备新厂商
尽量使用现有厂商. Ex.X, Y 电容.因 X, Y 电容一般为系列承认,若单独使用新厂商,可能只有几个少数model 在使用.安规申请者不一定知道要报备进去. (客户指定例外)

五、安规报备费用:
UL - 若只有paper work, Min, USD 500.若有测试,依测试内容另计费用    
   其他安规费用:
   TUV 报备零件不用作测试也要约 NT 7,000.0
   所申请安规越多,   报备费用也越高.
   因此请各位工程师慎选零件,并进量将所有Source 一次告知给安规, 另有些零件牵涉到电气及机构,如inlet要实装.安规人员可能无法帮忙找second source.

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