家用电器使用的电源适配器的安规技术问题分析

2019-09-26 20:16字体:
  

  电源适配器因其便宜的价格,以及对电器产品和人体自身提供良好的安全保护,被广泛应用到各类电器产品上。在我们的日常生活中,经常使用到电源适配器的产品已不局限于手机、笔记本电脑、收音机等各类信息技术或音、视频设备,也越来越多地应用到电风扇、吸尘器、加湿器、空气净化器等家用电器产品上。

  3C认证是我国的强制性认证,列入强制性认证目录的产品必须获得3C认证才能进行生产、销售。贴上3C标识的产品通常认为是安全的,可满足相关标准的要求。目前,市面上越来越多的家电产品是通过电源适配器进行供电,那么,获得3C认证的电源适配器,直接给家用电器供电,是否安全可靠?能否满足家用电器标准的要求?

  电源适配器属强制性认证产品,一般归分为信息技术设备类和音频、视频电子设备类,产品的安全标准分别是:GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1部分:通用要求》和 GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》。验证满足这两个标准的电源适配器,能否满足整机家用电器产品的安全标准:GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第 1部分:通用要求》,我们通过拆开两个取得3C认证的电源适配器,查看其内部电路结构以进行分析。

  如图1和图2所示,这两个电源适配器都只有1个Y1电容,其跨接在安全隔离变压器的初级和次级之间,很显然不满足家用电器的安全标准GB 4706.1-2005中22.42条款,保护阻抗应至少由两个单独的元件构成的要求。

  难道取得3C证书的电源适配器也不符合家用电器的3C认证要求吗?在分析之前,先普及一种阻抗元件——Y电容。

  

  依据IEC 60384-14-2005《电子设备用的固定电容器第 14-2部分:空白详细规范抑制电磁干扰和连接电源用电容器仅 安全试验》,安规电容可以分为X电容及Y电容两类(如图3所示)。它是指跨接于零线和地线(N-G)以及火线和地线(L-G)之间的电容器,适用于电容失效时危及人身安全、会导致电击的场合,可以防止电器漏电或机壳带电。

  Y电容作为安全电容,其外观多为橙色或蓝色,按照要求,必须要取得检测机构的安全认证,获得证书的产品一般都标上耐压AC275V或AC250V字样以及安全认证标志(如CQC标识等)。如图4所示圈出来的电源适配器输出插头,属于人手可触及到的金属片,其与Y电容一脚相连,根据GB 4706.12005中3.3.6对保护阻抗的定义,此Y电容属于保护阻抗,流过此Y电容的电流一旦过大,使用者就将会有触电危险。

  对于保护电路,可简化为如图5所示的电路模型,表示 带电部件与人手易触及部件之间。

  如图5所示两级相通只有两条“路径”:一条是安全隔离变压器,将220V的市电降压为安全电;另一条则为跨接的Y电容,上文说到的保护阻抗。从逻辑上讲,只有两条“路径”都安全,才能认为整个电路是安全的电路。如果仅有一个Y电容,当这个Y电容出现问题时,最糟糕的情况是,强电直接“窜”到次级电路,产生触电危险。正是考虑到安全的可靠性, GB 4706.1-2005中22.42明确要求,保护阻抗应至少有两个单独的元件(Y电容认为是足够稳定的阻抗元件)构成。

  对于保护阻抗要求使用的元件数量上,信息技术设备类产 品的标准GB 4943.1和家用电器的标准GB 4706.1也存在差异。

  如前文可知,GB 4706.1(22.42)要求至少使用两个单独 的阻抗元件,而GB 4943.1(1.5.6)则允许使用一个符合GB/ T 14472规定的Y1类电容。这样,就使得一些获得3C证书的 电源适配器,不能直接用在家用电器产品上。家电产品要通过 测试,获得证书,就必须对电源适配器按照GB 4706.1的要 求进行整改。这种不同类别标准之间的不协调性,往往会影 响到认证的周期和费用,在新产品设计之初就应提前介入, 选择满足要求的电源适配器,以便认证顺利获得通过。由此 可见,这种情况将会在相当长的时间内客观存在,认证新人需 要特别留意。

  事实上,对于家用电器使用的电源适配器,也曾在国家认监委TC04技术专家会议上进行过讨论,会议形成的决议为:

  在家电整机检测中,仅接受采用GB 4706.1标准进行认证的电源适配器或随机试验结果,不接受GB 4943的CCC证书或随机试验结果。

  这就很明确了,电源适配器的3C证书并不适用于家用电器的整机认证。因为家用电器需要的是使用GB 4706.1作为评估标准的CQC自愿性证书,而不是使用GB 4943.1作为信息技术设备类产品评估标准的3C强制性证书。

  如图1所示已获得3C认证的电源适配器按照GB 4706.1(22.42)的要求,增加一个Y2电容(如图6所示),即可满足家用电器产品的要求。

  综上,家用电器产品在做认证时,电源适配器须作为关键元器件列入型式试验报告中,并应尽可能选用满足GB 4706.1的有CQC认证的电源适配器,这样既可节省随机测试的费用,又能缩短产品的认证周期。

  [4] 王世栩 王沈敏.安规电容对电子产品安全性和电磁兼容性的影响[J],质量与标准化,2014.



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