關注、星標公眾號，不錯過精彩內容

轉自：芯片之家

內容來源：互聯(lián)網

安規(guī)就是產品認證中對產品安全的要求，包含產品零件的安全的要求、組成成品后的安全要求。安規(guī)其實是中國人自己的產物，國外一般會叫成regulatory。

什么是安規(guī)？

安規(guī)——最佳的英文解釋應當是Production Compliance。是指產品從設計到銷售到終端用戶，貫穿產品使用的整個壽命周期，相對于銷售地的法律、法規(guī)及標準產品安全符合性。這種產品安全符合性不僅僅包含了普通意義上的產品安全，同時還包括產品的電磁兼容與輻射、節(jié)能環(huán)保、食品衛(wèi)生等等方面的要求。她應當不僅僅是一種要求、一本標準、一張證書、一份測試報告所能取代或能說明的，更應該是貫穿了產品生命周期的一種產品安全責任和活動。

單純地把安規(guī)理解為認證應當是片面的。認證只是評估產品符合性的一種手段或過程，但是它不是必需的手段或過程。這種符合性應當在產品設計之初予以考核，經過但不一定經過第三方通過測試，考察產品對相關法律、法規(guī)及標準的符合性，對可預見或不可預見的風險進行評估，確保使用者在使用過程中盡可能地避免出現(xiàn)預見或不可預見的人身傷害或財產損失。

安規(guī)通過模擬終端客戶可能的使用方法，經過一系列的測試，考核產品在正?；蚍钦Ｊ褂玫那闆r下可能出現(xiàn)的電擊、火災、機械傷害、熱傷害、化學傷害、輻射傷害、食品衛(wèi)生等等危害，在產品出廠前通過相應的設計，予以預防。

此安規(guī)規(guī)范適用于輸入電壓低于600V的弱點類設備的PCB安規(guī)設計。

第一部分 安規(guī)基礎知識

UL與 VDE的安全標準有本質上的差異,UL規(guī)格比較集中在防止失火的危險,而 VDE規(guī)格則比較關于操作人員的安全,對于電源供給器而言,VDE乃是最嚴厲的電氣安全標準.

下面的安全件均需要有VDE and UL證書（如果到加拿大的機型還外加CUL證書）：

• 1． 變壓器（骨架、絕緣膠帶、聚酯絕緣膠帶）

• 2． 濾波器（骨架、絕緣膠帶、聚酯絕緣膠帶）

• 3． 光耦

• 4． Y電容

• 5． X電容

• 6． PCB材質（并包括制板黃卡）

• 7． 可燃性塑膠材質（包括前面板、電源板支撐膠柱、電源板絕緣PVC、保險管座、電源線插座VH-3等）

• 8． 保險管

• 9． 熱縮套管

• 10．大容量的電解電容.

• 11．各類線材

• 空間距離(clearance) / 電氣間隙：

在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間測得的最短空間距離。

• 沿面距離(Creepage ) / 爬電距離：

沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間的最短路徑。

• 防護界面（boundingsurface）：

電氣防護外殼的外表面，對于可觸及絕緣材料可以認為是在材料表面上壓貼了金屬箔那樣的表面。

• 抗電強度：

又叫電介質強度測試, 英文為hipot test, 大概是最多人知道的和經常執(zhí)行的生產線安全測試。實際上，表明它的重要性是每個標準的一部分。hipot 測試是確定電子絕緣材料足以抵抗瞬間高電壓的一個非破壞性的測試。這是適用于所有設備為保證絕緣材料是足夠的的一個高壓測試。進行hipot 測試的其它原因是, 它可以查出可能的瑕疵譬如在制造過程期間造成的漏電距離和電氣間隙不夠。

測試方法就是在交流輸入線之間或交流輸入與機殼之間將零電壓增加到3000V交流或4200V直流時，不擊穿或拉電弧就合格。

• 溫度：

安全標準對電子電器的求很嚴，并要求材料有阻燃性，開關電源的內部溫升不應超過65℃，比如環(huán)境溫度是25℃，電源元器件的溫度應小于90℃。但一般來說，不管是UL或CE認證的測試中，都是按照元器件（特別是安全器件）的安全證書所標識的耐溫限值為標準。安規(guī)測試中表示溫度單位為K（熱力學溫標又稱開爾文溫標，或稱絕對溫標，它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度，記符號為K。），它是減去室溫的才得出的結果。

• 接地測試：

亦稱接地連續(xù)性測試, 接地測試必須對所有一類產品（Class I）進行。測試的目的是保證產品上的所有在單一絕緣失效的情形下會變成帶電體，并且可以被使用者接觸到的導電性部件被可靠連接到電源輸入的接地點。換句話說, 一個接地測試使用大電流的低電壓源加到接地回路來核實接地路徑的完整性。

通過測量連接在保護接地連接端子或接地觸點和零件之間的阻抗來判斷是否符合標準要求, 阻抗不超出產品安全標準確定的某個值則認為是符合要求的。一定要記住, 從結構和設計觀點來看, 用做保護接地的導體不應該包含任何的開關或保險絲。

• 漏電流測量(leakage current measurement)

UL與 CSA標準規(guī)格中需要所有露出的固定金屬組件必須予以接到大地端,而且經由連接至地端的 1500Ω電阻器來測量漏電流; VDE標準規(guī)格則規(guī)定在 1.06倍額定電壓下, 由 1500Ω電阻器與 150nF電容器并聯(lián)來測量漏電流.

通過隔離變壓器在電源的火線或零線與易觸及的金屬之間串接電流表，開關電源的漏電流在260V交流輸入下不應超過3.5mA。

• 絕緣電阻( insulation resistance)

在 VDE標準規(guī)格中,輸入端與 SELV輸出電路之間需要有 7.0MΩ的最小電阻值，而輸入端與較容易受變動的金屬組件之間,則需要有 2.0MΩ的最小電阻值,而其外施電壓則為 1分鐘 500Vac.

SELV：安全特低電壓電路(safety extra-low voltage circuit)其定義為具有適當保護設計之次級電路,即在任意兩個可能碰觸組件之間或人體可能碰觸到任意組件和產品的接地保護端子之間電壓不會超過 42.4Vacpeak或 60Vdc的次級電路;

ELV：特低電壓電路(extra-low voltage circuit)其定義為在導體與導體之間或導體對地之間的交流電壓峰值不超過 42.4Vac或直流電壓不超過 60Vdc的次級電路;

危險電壓(hazardous voltage):交流峰值超過 42.4Vac或直流超過 60Vdc的電壓.

對于PCB

1、正常狀態(tài)下，若某點可得功率超過15W或工作電壓超過50V，則阻燃等級需V-1以上；若某點在工作電壓超過400V的情況下可得功率超過15W，則阻燃等級需V-0，且廠家需要有射出過程的認證（UL6500標準）；

正常狀態(tài)下，若某點在工作電壓超過50V,小于等于400V時，可得功率超過15W，則阻燃等級需V-1以上；若某點在工作電壓超過400V的情況下可得功率超過15W，則阻燃等級需V-0（EN60065標準）。

2、保險絲額定值需標注在保險絲座旁邊，格式例如“T315mA L125V”

3、板子上的變壓器和濾波器，應貼有標注廠家名稱（或商標）和型號的標簽

4、電路圖中安全器件旁邊要加上 標志

5、對于class I產品，初次級間用一個Y2電容即可；對于class II產品，要用兩個Y2電容串連或一個Y1電容

6、a．初次級間絕緣要為加強絕緣，與周圍外殼間距離亦要達到加強絕緣的要求；L,N之間，保險絲兩腳位間要有基本絕緣。具體數(shù)值需根據工作電壓來定.（UL6500標準）；

對于EN60065標準，大體與UL6500標準一樣，不過由于電壓一般為230V左右，因此對于加強絕緣一般要求為6mm的距離，對于基本絕緣一般為3mm。具體數(shù)值仍然要根據工作電壓來確定（EN60065標準）。

電源板上初次級間的距離在設計時需考慮到最少要有6mm的安全距離

b．對低壓區(qū)的所有線材加以固定，以保證其距離高壓電路（包括元件及布線）的爬電距離及電氣空隙必須保證大于6mm , 例如：我司機型中給解碼板供電的排線就屬于基本絕緣線體，因此其與電源板上的初級區(qū)域的安全距離必須保證在外加2N的力施加在此排線上時，能有最少6mm的距離。同樣，在屬于低壓區(qū)域的所有器件在施加2N的外力時能使其與高壓區(qū)域的安全距離在最少6mm。

c．對于需要絕緣墊片（PVC）的機型，其絕緣墊片的位置須保證高壓區(qū)電路（包括元件、布線及電源線尾部基本絕緣段）至上蓋（或底板）的電氣間隙大于6mm，例如：在給機殼上蓋施加20N的力的情況下，插在電源板上的電源線（及開關電源線）尾端裸露的基本絕緣線體到機殼上蓋的最短距離不能小于6mm，如果此最短距離可能會小于6mm，則需加絕緣墊片PVC，并在加貼絕緣墊片PVC的情況下，必須保證此裸露的基本絕緣線體距離到最近的機殼上蓋導體（即PVC的邊緣）不能小于6mm；

7、保險絲若為listed的，則可隨意報備；若為recognized的，則報備前需做測試

8、UL與 CSA規(guī)格也提供可燃性標準,也就是所有 PC板必被 UL認可為 94V-2或是更好的材料,而 VDE規(guī)格亦接受這些標準，可燃材料包括面殼，電源板等板卡支撐膠柱，各種固定膠帶等。.

附注：防火等級優(yōu)劣

發(fā)泡塑料材料類：HF-1等級較 HF-2優(yōu),HF-2等級較 HBF優(yōu);

一般材料：5V優(yōu)于 V-0,V-0優(yōu)于 V-1,V-1優(yōu)于 V-2,V-2優(yōu)于 HB。

對于外殼

主體部分阻燃等級需為V-0,且廠家需有射出過程的認證（UL6500）；

外殼阻燃等級的要求一般要根據起火源對外殼距離的多少來確定（EN60065）。

外殼的開孔在設計時應保證時懸掛的外來物在進入通風孔或其他孔洞時不會變成危險帶電體，其中EN60065標準中要求用一個直徑為4mm、長度為100mm的金屬試驗針插到孔內來檢驗是否合格，其中以試驗針一端懸空自由地插入，插入深度不超過其長度。

對于變壓器

在 VDE標準規(guī)格中,對于變壓器的設計，制造與利用都有較嚴格的規(guī)定,以滿足大多數(shù)其它國家的安全需求，在 UL標準規(guī)格中，要求用在變壓器結構中的所有材料，必須有 94V-2或是更好的額定值.

• (1) 變壓器的絕緣( transformer insulation)

變壓器的繞組依照需求,必須以絕緣做物理上的分隔,在繞組線上的亮漆,瓷漆或洋漆涂料,以及其它的金屬組件,石綿與吸收水分的材料,在此需求的目的之內則不考慮絕緣.

• (2) 變壓器的電介質強度(transformer dielectric strength)

當使用復合層的絕緣厚度時,任何兩層之間必須能夠承受電介質強度,測試時絕緣層接觸在一起且測試電位加于外部表面.

• (3) 變壓器的絕緣電阻(transformer insulation resistance)

絕緣用于變壓器的結構中必須在繞組之間,以及在繞組與鐵心和框架金屬板之間,必須有 10MΩ的最小電阻值,并在 1分鐘內提供 500Vac電壓.

• (4) 在設計變壓器時，請保證變壓器的次級繞組與初級管腳、初級繞組與次級管腳的爬電距離須有6mm的安全距離（可以通過增加白色的絕緣膠帶Margintape寬度或全部管腳加上套管Tube來實現(xiàn)），并同一極性的繞組間應有兩層絕緣膠帶Tape。

變壓器的標簽上需要標上商標（trade mark）或生產商的廠名（manufacturer name）。

對于絕緣材料

要保證開關的防觸電保護，就必須有可靠的絕緣結構，而絕緣材料的安全性又是保證絕緣結構可靠性的基礎，因此，絕緣材料的選用應考慮：

1、支承、覆蓋或包裹帶電部分的部件，不得由于受熱而危及其安全性，必須選用有足夠耐熱能力的材料；

2、a．對雙重絕緣，其基本絕緣或附加絕緣的厚度應至少為0.4mm。

b．當加強絕緣不承受在正常工作條件和故障條件的溫度下可能會導致絕緣材料變形或劣變的任何機械應力時，則該加強絕緣的最小厚度應為0.4mm。

c．電線或電纜中的危險帶電導體與可觸及零部件之間，或者危險帶電零部件與電線或電纜中和可觸及導電零部件連接的導體之間的內部導線絕緣，如果是由聚氯乙烯材料制成，則厚度至少應為0.4mm。

d．在DVD中，下列零部件之間應具有雙重絕緣：

—— 可觸及零部件與電線或電纜中和電網電源導電連接的電線或電纜的導體之間；

—— 電線或電纜中和可觸及導電零部件連接的導體和與電網電源導電連接的零部件之間。

第二部分：安規(guī)設計相關概念定義

• 1、一次電路 primary circuit
  

直接與AC電網電源連接的電路。例如：與AC電網電源連接的裝置，變壓器、電動機、其它負載裝置初級繞組，以及與電網連接的各種裝置。

• 2、二次電路 secondary circuit

不與一次電路直接連接，而是由變壓器、變換器或等效的隔離裝置供電或只用電池供電的一種電路。

• 3、危險電壓  hazardous voltage

存在于既不符合限流電路全部要求也不符合TNV電路全部要求的電路中，其交流峰值超過42.4V或直流值超過60V的電壓。

注：不論電壓高低，一次電路都是危險電壓電路。

• 4、特低電壓電路  extra -low voltage (ELV)circuit

在正常工作條件下，在電路的任意兩個導體之間或任一導體與地之間電壓的交流峰值不超過42.4V或直流值不超過60V的二次電路；至少使用基本絕緣與危險電壓隔離，但它既不符合SELV電路的全部要求，也不符合限流電路(見3.18)的全部要求。

• 5、安全特低電壓電路  safety extra-low voltage (SELV)circuit

作了適當?shù)脑O計和保護的二次電路，使得在正常條件下和單一故障條件下，任意兩個可觸及的導體之間的電壓值均不會超過安全值。

• 6、功能絕緣 functional insulation

僅為設備正常工作所需的絕緣。

注：所定義的功能絕緣并不起防電擊的作用。但是，它可以用來減小引燃和著火的危險的可能性。

• 7、基本絕緣 basic insulation

對防電擊提供基本保護的絕緣。

• 8、附加絕緣 supplementary insulation

除基本絕緣以外施加的獨立的絕緣，用以在基本絕緣一旦失效時仍能防止電擊。

• 9、雙重絕緣 double insulation

由基本絕緣加上附加絕緣組合構成的絕緣。

• 10、加強絕緣 reinforced insulation

一種單一的絕緣結構，在本標準規(guī)定的條件下，其所提供的防電擊的保護相當于雙重絕緣。

• 11、電氣間隙 clearance

在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備界面之間測得的最短空間距離。

• 12、爬電距離 creepage distance

沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間或導電零部件與設備界面之間的最短距離。

• 13、絕緣穿透距離 distances through insulation

在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備界面之間的絕緣材料的最小厚度

• 14、保護接地導體  protective earthing conductor

用來把設備的電源保護接地端子，同建筑物安裝接地點連接起來的建筑物安裝布線或電源中的導線。

• 15、保護連接導體  protective bonding conductor

用來把電源的保護接地端子同設備中為安全目的而需要接地的部分連接起來的設備中的導線或設備中的一個導電零部件的組合。

• 16、污染等級 pollution degree

         

污染等級 1	污染等級  2	污染等級 3
密封環(huán)境或類似	辦公環(huán)境或類似	工廠環(huán)境或類似

• 17、材料組別 material group

 

Ⅰ組材料	Ⅱ組材料	Ⅲa組材料	Ⅲb組材料
CTI≥600	600＞CTI≥400	400＞CTI≥175	175＞CTI≥100

注：CTI是材料相比漏電起痕指數(shù)，一般由材料生產商提供，不能確知時按Ⅲb考慮。  

• 18、安裝類別(過電壓等級) installation category

根據設備在電力系統(tǒng)中的分布位置（即過電壓條件）劃分的，分為以下四類：

安裝類別Ⅳ： 初級電源水平級。如：架空線、電纜系統(tǒng)、配電母線、戶外電力線上的 電動機等；

安裝類別Ⅲ： 配電及控制水平級。如：直接接到配電干線、裝入配電箱中的電器；

安裝類別Ⅱ： 負載水平級。如：控制、啟動、切斷電動機用電器，螺線管電磁閥，耗能電器（電燈、電熱器、家用電器、便攜式設備）；

安裝類別Ⅰ： 信號水平級。如：安裝在電力系統(tǒng)末端的特殊設備類別，低壓電子邏輯系統(tǒng)、電信、遙控、小功率信號電路中的設備。

第三部分 安規(guī)規(guī)范

• 1、確認產品的安規(guī)要求適用范圍
• 2、選擇PCB材料

PCB板材料一般應選用FR-4，阻燃等級為94V－0，溫度等級為130℃，廠家盡可能少，并與現(xiàn)有產品一致。

• 3、分析電路特性，確定PCB隔離

（1）判定PCB中哪些是與最終可觸及件有電氣聯(lián)系；

（2）確定產品輸入，輸出，接地，及用戶可觸及端口；

（3）如果輸入輸出是要求隔離的，則需分析電路圖，找出跨接輸入輸出的器件，如變壓器，光耦，電容器，并繪制草圖，確定隔離帶。

（4）如果是帶有隔離輔助電源的，也要找出跨接輸入輸出的器件，繪制草圖，并標注和主電路的連接關系，確定隔離帶；

• 4、分析電路類型，確定絕緣類型

（1）針對用戶可觸及電路的特點，確定可行的保護方法；對于需要采取雙重保護的電路可以采用：基本絕緣＋保護接地，雙重絕緣，加強絕緣等三種方式構成。

（2）根據絕緣跨接的電路類型，查表2確定絕緣類型；  

• 5、估計工作電壓，確定絕緣距離(估計只作設計參考，判定合格需經測試確定)

（1）根據電路特性，估計絕緣跨接的兩電路之間的最大可能工作電壓(有效值和峰值)， 推薦工作電壓有效值保守估計方法為:

通常無PFC等升壓電路的一次、二次電路之間按輸入最大電壓估計，隔離變壓器原副邊電壓按原邊電壓最大值加上副邊最大值估計；

（2）根據產品應用條件，對照污染等級、安裝類別定義，確定絕緣距離應查的表格(參考表1)，再根據絕緣類型和估計的工作電壓，查對應的表格，判定絕緣距離：本規(guī)范以信息技術類設備為例       對有PFC或類似升壓電路的一次、二次電路之間，PFC前端按無PFC一樣估計，PFC后端按PFC輸出電壓估計，PFC后端隔離變壓器原副邊電壓按原邊電壓最大值加上副邊最大值估計。

根據應用條件參考表 1 ，對照污染等級、安裝類別定義知，信息技術類設備一般屬污染等級為2，安裝類別為Ⅱ，查表如下：

跨接一次、二次電路之間的絕緣查表3得到最小電氣間隙，對于有重復峰值大于電網電壓峰值的，如直流變換器，先按絕緣工作電壓有效值查表3，再加上按重復峰值查表4的附加氣隙，得到最小電氣間隙；

跨接二次電路之間的絕緣查表5得到最小電氣間隙；

最小爬電距離查表6，得到的值與電氣間隙相比，取較大者為最小爬電距離值。

（3）多層PCB板同一層面上的絕緣距離確定方法與上述方法相同，PCB層間厚度也與絕緣等級密切相關，工作絕緣、基本絕緣沒有厚度要求(只有耐壓要求)；附加絕緣、加強絕緣要求厚度至少為0.4mm，同時滿足耐壓要求。

（4）推薦按照下列步驟進行：

Step1：確定過電壓等級，本規(guī)范不包括過電壓等級3。

Step2：估算工作電壓的峰值，重復峰值

Step3：查表3，4，5確定電氣間隙；并且根據絕緣類型確定最終距離：    

Step4：估算工作電壓的有效值；

Step5：估計污染等級和材料的CTI值；

Step6：查表6確定爬電距離，根據絕緣類型確定最終爬電距離：   

Step7：如果爬電距離小于電氣間隙，則選取電氣間隙的數(shù)值為爬電距離；

（5）一般額定輸入電壓為220V設備，則一次電路與SELV之間應大于5mm；SELV對保護地應大于2mm；輸入對保護地應大于3.2mm，考慮到防雷推薦為4mm；

• 6、滿足絕緣距離的判定

絕緣距離是否符合要求，對于不同的絕緣類型判定方法不同。

（1）工作絕緣的判定

工作絕緣是保證設備正常工作的絕緣，一般不涉及產品的安全性能，因而要求相對寬松，滿足下列條件之一，即符合要求：

a. 電氣間隙和爬電距離符合本規(guī)范的要求；

b. 短路該絕緣跨接的兩電路部分，沒有著火、電擊等危險情況；

c. 能承受相應的抗電強度；

（2）基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣的判定

基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣是保證設備的安全性能的絕緣，要求嚴格，必須滿足距離要求，并且滿足耐壓要求(詳見GB4943表18)

• 7、PCB標識與注意事項

（1）保險絲附近是否有6項完整的標識，包括保險絲序號，熔斷特性，額定電流值，防爆特性，額定電壓值，英文警告標識，如F101 F3.15AH,250Vac,“CAUTION: For Continued Protection Against Risk ofFire, Replace Only With Same Type and Rating of Fuse”

（2）交流輸入標識L、N以及保護接地標識

（3）接線端標識應是唯一的，且不易引起混淆、誤解。

（4）同一設備不同單板之間元器件參考位最好是唯一的，且單板應有可區(qū)分的名稱標識；單板應預留適當?shù)目瘴唬员阗N上條碼(或等效識別標識)，不跨接除工作絕緣以外的絕緣，不遮擋其他絲印或標識，也不被遮擋、破壞。

（5）PCB板設計時應充分考慮安裝應用條件，留出足夠的板邊距，以滿足安裝后與外殼或其他元器件電氣間隙和爬電距離要求，并防止標識被遮擋、破壞。

（6）外形對稱元器件PCB設計時應考慮防呆，如IC的第一腳位為方孔，變壓器原副邊腳位不對稱，貼片IC的第一腳加一圓點(或等效標識),單板不對稱安裝或虛開一防呆孔。

（7）PCB絲印應包含其版本信息，PCB設計更改，版本應作相應的更改。

（8）隔離帶用白色絲印作為劃分標識；

（9）電擊危險的標識見ISO 3864，編號5036；

• 8、PCB設計更改控制

（1）PCB更換新廠家或新材料，必須提供材料及其阻燃等級UL認證證書給安規(guī)室備案；

（2）對實行安規(guī)控制的量產產品，含正在做和已做完安規(guī)認證產品的PCB設計更改(含更換新廠家或新材料)，應有詳細記錄，詳細記錄應包含更改原因、更改詳細描述、更改設計人、日期、版本等，并報安規(guī)室認可備案，未經安規(guī)室認可，不得在量產產品上使用認證標記;

（3）CAD室負責PCB設計時執(zhí)行本規(guī)范，工藝負責審核PCB安規(guī)設計是否符合本規(guī)范，保證本規(guī)范范圍內產品PCB安規(guī)設計符合本規(guī)范；安規(guī)室負責整機產品的安規(guī)審查，并監(jiān)督本規(guī)范執(zhí)行情況；

（4）對量產產品PCB設計更改，工藝審核符合本規(guī)范后，工藝部門知會安規(guī)室，安規(guī)室負責報認證公司認可，認證公司認可后量產產品才能使用認證標識。

免責聲明：本文素材來源網絡，版權歸原作者所有。如涉及作品版權問題，請與我聯(lián)系刪除。

推薦閱讀：

ST-LINK Utility查看內核運行狀態(tài)

C語言中幾種特殊標準定義和用法

C語言 volatile 關鍵字在編譯優(yōu)化過程中有何作用

關注 微信公眾號『strongerHuang』，后臺回復“1024”查看更多內容，回復“加群”按規(guī)則加入技術交流群。

長按前往圖中包含的公眾號關注