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UL60065認證檢測-拔除電源插頭的測試方法

文章來源 : 廣東優科檢測 發表時間:2019-04-24 瀏覽數量:

在一般開關電源電路中, L-N 之間通常會設計放置一個 X 電容,此電容的作用一般都是為了抑制電磁干擾。然而,從安全的角度出發,在電路工作時,該電容會儲存電荷,而當電源插頭從插座中拔出時,如果人體觸摸到插頭,該電容則會通過人體放電,有可能產生觸電危險。因此,UL60065認證標準中,第 9.1.6 章專門對電路的拔出電源插頭放電情況進行了測試。

UL認證標準對于該條款的描述如下:
對預定采用電源插頭與電網電源連接的設備,其設計應保證在插頭從電源插座拔出后,當接觸插頭的插腳或插銷時,不應因電容器貯存的電荷而產生觸電危險。通過 9.1.1a) 項或 c)項規定的測量,或通過計算來檢驗是否合格。電源開關,如果有,置于“斷”位,除非置于“通”位會產生更不利的情況。在拔出插頭后 2s,插頭上的插腳或插銷不應變成危險帶電。為了能找到最不利情況,此試驗可重復 10 次。如果電源兩極之間的標稱電容量不超過 0.1μF, 則不必進行本試驗。

而 9.1.1a)項則描述了該條款的判據:
開路電壓不超過交流 35V(峰值)或直流 60V。

在實際測試中,使用的測試電路如下圖所示:

UL60065認證檢測-拔除電源插頭的測試方法


使用一個雙刀雙擲開關,在將樣品從電網電源斷開的同時,迅速連接到示波器的探頭
上,從而測量電路中的放電情況。

電路中的放電回路,其電容和泄放電阻的組成通常如下圖所示: 

UL60065認證檢測-拔除電源插頭的測試方法


一般情況下,X 電容≥0.1μF,如果 X 電容≤0.1μF,依據標準要求,不進行該條款的測量。而泄放電阻一般是由 2-4 個貼片電阻組成,阻值通常為 220kΩ,380kΩ,450kΩ等。在該電路中,LN 兩端電壓在斷開電源插頭后的放電情況可以由以下公式計算得出: 

UL60065認證檢測-拔除電源插頭的測試方法


其中t為時間,U(電網)為斷開插頭前為設備供電的電網電源的電壓,ζ為時間常數,ζ=RC,其中R為泄放電阻,C為X電容。依據UL60065認證要求,在拔出插頭2s后,電容放電所剩余的電壓應該不大于 35V(交流峰值)。

 

應當注意到,在選擇示波器探頭進行測量時,有普通探頭和高壓探頭兩種。其中普通探頭的放大倍數是 1x 和 10x,探頭相應的輸入阻抗為 1MΩ和 10MΩ,而高壓探頭的放大倍數為100x,阻抗為 100MΩ。由于示波器內部的輸入阻抗的存在,在測量拔出電源插頭的剩余電壓時,會有一定的誤差存在,下面就兩種常見情況進行理論計算,從中可以看出示波器探頭的選擇對測量結果的影響。

樣品一,電源適配器,輸入電壓 100-240VAC,X 電容值 C=0.22μF,泄放電阻 R=0.76MΩ。  樣品的輸入電壓上浮 10%,為 264V,由公式UL60065認證檢測-拔除電源插頭的測試方法,兩秒時的剩余電壓U(2)理論值為 0.002V,應判定為合格。
當選用 1x探頭時,等效電阻為R=0.43 MΩ,可以得出此時的U(2)1x=2.8e-7V,判定為合格。
當選用 10x探頭時,等效電阻為R=0.71MΩ,可以得出此時的U(2)10x=0.001V,判定為合格。

當選用 100x高壓探頭時,等效電阻為R=0.75MΩ,可以得出此時的U(2)10x=0.002V,判定為合格。


由上述數據可以看出,由于 1x 探頭的輸入電阻與泄放電阻相差不大,如果使用 1x 探頭進行測量,會有很大的誤差,這一點在測試時大家都注意到了,一般都會選用 10x 探頭進行測量。那么,在使用 10x 探頭這一點上,是否對于所有的樣品都適用?


樣品二,開關電源,輸入電壓 100-240VAC,X 電容值 C=0.68μF,泄放電阻 R=1.35MΩ。樣品的輸入電壓上浮 10%,為 264V,由公式UL60065認證檢測-拔除電源插頭的測試方法,兩秒時的剩余電壓

U(2)理論值為 42.26V,應判定為不合格。
當選用 1x探頭時,等效電阻為R=0.57 MΩ,可以得出此時的U(2)1x=2.14V,判定為合格。
當選用 10x探頭時,等效電阻為R=1.19MΩ,可以得出此時的U(2)10x=31.53V,判定為合格。

當選用 100x高壓探頭時,等效電阻為R=0.75 MΩ,可以得出此時的U(2)10x=41.03V,判定為不合格。


由上述數據可以看出,并不是所有的樣品都可以使用 10x 進行該項目的測量,在對于時間常數ζ=RC 相對較大的樣品進行測量時,如果按照慣性思維,使用 10x 探頭,很可能會產生誤判,由于引入的輸入電阻并聯的等效電阻會將整個放電回路的時間常數減小,從而將不合格產品錯誤的判定為合格產品,造成測試結果以及判定的嚴重偏差。


這就要求我們在對拔除電源插頭進行測量之前,首先應當從關鍵件清單中查找到相應的電容值以及電阻值,進行理論計算,在確定 10x 探頭的使用對于測試結果影響較小的情況下,才能使用 10x 探頭進行測量。如果在計算中發現該理論值處于臨界狀態或者泄放電阻阻值較大,則應當特別引起注意,換用 100x 的高壓探頭進行測量,盡量將外界引入的誤差降低到最小,以保證測量結果的準確性和一致性。

 


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