開關(guān)電源的EMC及安全規(guī)范設(shè)計(jì)

　　使用條件 ：

　　使用條件包括兩方面內(nèi)容：可靠性和電磁兼容性。以前只注意可靠性，現(xiàn)在由于環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，必須注意電磁兼容性?！　?strong>高頻電源EMC可靠性

　　可靠性是指在具體的使用條件下，高頻電源變壓器能正常工作到使用壽命為止。一般使用條件對(duì)高頻電源變壓器影響最大的是環(huán)境溫度。有些軟磁材料，居里點(diǎn)比較低，對(duì)溫度敏感。例如：錳鋅軟磁鐵氧體，居里點(diǎn)只有215℃，其磁通密度，磁導(dǎo)率和損耗都隨溫度發(fā)生變化，故除正常溫度25℃外，還要給出60℃，80℃，100℃時(shí)的各種參考數(shù)據(jù)。因此，將錳鋅軟磁鐵氧體磁芯的工作溫度限制在100℃以下，也就是環(huán)境溫度為40℃時(shí)，溫升只允許低于60℃，相當(dāng)于A級(jí)絕緣材料溫度。

　　與錳鋅軟磁鐵氧體磁芯相配套的電磁線和絕緣件，一般都采用E級(jí)和B級(jí)絕緣材料，采用H級(jí)絕緣的三重絕緣電磁線和聚酰胺薄膜，是不是大材小用？成本增加多少？是不是因?yàn)镠級(jí)絕緣的高頻電源變壓器優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，可以使體積減少1/2～1/3的緣故？如果是，請(qǐng)舉具體實(shí)例數(shù)據(jù)。作者曾開發(fā)H級(jí)絕緣工頻50Hz，10kVA干式變壓器，與B級(jí)絕緣工頻50Hz，10kVA干式變壓器相比，體積減小15％到20％，已經(jīng)相當(dāng)可觀了。本來體積就比較小的高頻100kHz10VA高頻電源變壓器，如次級(jí)繞組采用三重絕緣線，能把體積減小1/2～1/3，那一定是很寶貴的經(jīng)驗(yàn)。請(qǐng)有關(guān)作者詳細(xì)介紹優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以便廣大讀者學(xué)習(xí)。

　　高頻電源EMC電磁兼容性

　　電磁兼容性是指高頻電源變壓器既不產(chǎn)生對(duì)外界的電磁干擾，又能承受外界的電磁干擾。電磁干擾包括可聞的音頻噪聲和不可聞的高頻噪聲。高頻電源變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因之一是磁芯的磁致伸縮。磁致伸縮大的軟磁材料，產(chǎn)生的電磁干擾大。例如，錳鋅軟磁鐵氧體，磁致伸縮系數(shù)λS為21×10－6，是取向硅鋼的7倍以上，是高磁導(dǎo)坡莫合金和非晶合金的20倍以上，是微晶納米晶合金的10倍以上。因此錳鋅軟磁鐵氧體磁芯產(chǎn)生的電磁干擾大。

　　高頻電源變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因還有磁芯之間的吸力和繞組導(dǎo)線之間的斥力。這些力的變化頻率與高頻電源變壓器的工作頻率一致。因此，工作頻率為100kHz左右的高頻電源變壓器，沒有特殊原因是不會(huì)產(chǎn)生20kHz以下音頻噪聲的。既然提出10W以下單片開關(guān)電源的音頻噪聲頻率，約為10kHz～20kHz，一定有其原因。由于沒有畫出噪聲頻譜圖，具體原因說不清楚，但是由高頻電源變壓器本身產(chǎn)生的可能性不大，沒有必要采用玻璃珠膠合劑粘合磁芯。至于采用這種粘合工藝可將音頻噪聲降低5dB，請(qǐng)給出實(shí)例與數(shù)據(jù)以及對(duì)噪聲原因的詳細(xì)說明，才會(huì)令人可信。

　　屏蔽是防止電磁干擾，增加高頻電源變壓器電磁兼容性的好辦法。但是為了阻止高頻電源變壓器的電磁干擾傳播，在設(shè)計(jì)磁芯結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)繞組結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施，只靠加外屏蔽帶并不一定是最佳方案，因?yàn)樗荒茏柚馆椛涓蓴_，不能阻止傳導(dǎo)干擾。

　　電子產(chǎn)品安規(guī)要求

　　安規(guī)的含義

　　以法規(guī)的形式實(shí)現(xiàn)電在應(yīng)用中的安全；是安全規(guī)范（法律法規(guī)）和安全標(biāo)準(zhǔn)的簡稱。

　　執(zhí)行安規(guī)的目的

　　降低電氣產(chǎn)品對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)的各種傷害，包括電擊、起火、過熱、機(jī)械傷害等，降低公司運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

　　電子產(chǎn)品設(shè)備可能存在的危險(xiǎn)

　　1）電擊； 2）能量危險(xiǎn)（如電池的正負(fù)極短路）；

　　3）著火； 4）與熱有關(guān)的危險(xiǎn)；

　　5）機(jī)械危險(xiǎn)； 6）化學(xué)危險(xiǎn)； 7）輻射危險(xiǎn)。

　　電子產(chǎn)品安全的基本原則

　　設(shè)備在正常使用及單一故障條件下，防止引起人身傷害和著火等危險(xiǎn)；

　　制造商應(yīng)提供足夠的資料，說明一切必須具備的條件，以保證用戶在按制造商的規(guī)定使用設(shè)備時(shí)不會(huì)引起危險(xiǎn)；

　　涉及安全的元器件，應(yīng)經(jīng)公認(rèn)的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)證，或作為設(shè)備的一個(gè)組成部分，承受有關(guān)試驗(yàn)；

　　如果需要特別注意，避免設(shè)備在操作、安裝、維修、運(yùn)輸或儲(chǔ)存時(shí)引起維修，則制造商應(yīng)提供必要的說明。

　　與安全有關(guān)的說明書和設(shè)備標(biāo)記應(yīng)使用客戶識(shí)別的文字和標(biāo)識(shí)。

　　安全防護(hù)的基本思想

　　危險(xiǎn)位置與人之間提供雙重防護(hù)

　　防護(hù)的途徑為采用合理的絕緣措施：

　　1、工作（功能）絕緣（F）

　　2、基本絕緣 （B）

　　3、附加絕緣 （S）

　　4、雙重絕緣 （D）

　　5、加強(qiáng)絕緣 （R）

　　6、保護(hù)接地 （PE）

　　電擊對(duì)人的傷害

　　人類對(duì)電的感應(yīng)

　　1、皮膚阻抗：人的皮膚阻抗根據(jù)皮膚的濕度改變，干的時(shí)候達(dá)到3兆歐姆，潮濕時(shí)大約500歐姆，皮膚的阻抗也會(huì)隨周圍環(huán)境溫度、疲勞情況空氣濕度、驚嚇、焦慮及其它因素改變。

　　2、研究表明：99%的健康男性的心臟能通過的極限電流的時(shí)間為：（即致命電流與時(shí)間）。