開關電源大多數都是從電網供電,電網是高壓電源。而開關電源自身也會產生高壓。開關電源適配器研發、使用者和維修人員如果接觸到高壓,可能引起人身傷害或者死亡,用電安全是十分重要的問題。此外,開關電源本身如果安全考慮不周,將導致開關電源或者設備故障或燒毀。為此,國際電工委員會制定了安全規范,世界各國也制定了本國的安全規范和認證要求。 開關電源設備要符合安規認證要求,工程師不僅在元器件選擇和制作、結構設計等過程中要貫徹安全要求,而且在研制開關電源設備滿足了基本規范后,所有開關電源適配器必須經過第三方安全機構測試,并取得安規認證證書后,才能提供給用戶,因此,對于電源工程師,了解開關電源安全要求知識是十分重要的。 安全規范簡稱安規,也就是安全標準。安規對生產商制造的電器裝置和組件安全有明確的說明和指導,使得制造廠給用戶提供安全和高質量的產品。 安全標準和其他標準一樣,最初是只用于一個國家的專用標準。隨著信息技術的發展,國際電工委員會制定了IEC950,1999年發表了IEC60950,將使用范圍從信息領域擴大到額定電壓600V以下的商業電氣設備和與之相關的設備,以及直接與通信網絡連接的電氣設備。每個國家有各自特定的電氣安全標準。但是,生產廠商生產的開關電源是設備的組成部分,或單獨使用,是面向世界的,而世界各國廣泛參照IEC(國際電工委員會)、VDE(德國)、UL(美國)和CSA(加拿大)安全標準,并按其要求檢查進口產品。因此開關電源適配器制造商根據產品的銷售市場流向,執行這些標準中相應標準或執行以上全部標準。美國2003年11月發布安全標準UL60950-1(第一版),這是各國現行的用于開關電源的安全標準。 安全標準主要目的是減少以下情況對用戶和維護人員的傷害或危險:如電擊或觸電(electrical shock)、能量損傷(energy hazards)、著火(fire)、機械和熱損傷(mechanical and heat hazards)、輻射損傷(radiation hazards)、化學損傷(chemical hazards)等,避免電擊是安全的主要目標。電流對人身體影響與電流的大小、通流時間長短,以及通過身體的部位有關。電流大小取決于施加的電壓、人體阻抗和電源的阻抗。人體阻抗與接觸面積、接觸面的濕度和施加的電壓和頻率有關,公認干燥人體電阻110V時為2000歐姆,并隨電壓增加而減少。一般人感覺到刺激的電流大約為0.5mA,當通過電流3.5~10mA時,肌肉發生收縮抽搐現象,人體不能自主脫離觸電導體;如果通過人體電流達到數十毫安時,將使心室纖維性顫振,失去擴張和收縮能力而導致死亡。人體通過電流的反應不僅與性別有關,而且還與電流頻率有關。小電流有時雖然不能致命,但在導體邊角處電流集中仍能引起傷害。多大電流和多少時間才能使人致死,尚無統一說法,許多國家規定電流與時間乘機為30mAs為觸電允許值。 通常開關電源由交流電網供電,危險的高壓往往與電網電壓有關,保護與電源系統類型有關。 |
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