变压器设计应考虑哪些安全标准
2018-05-12 11:21阅读：
具有集成MOSFET的离线反激式脉宽调制(PWM)是电源系统设计的一个组成部分。半导体器件将不符合设计要求，除非所有其他部分完成系统也做他们的工作。变压器是一个重要的组成部分，经常被视为别人的问题。这可能是真正的公司，可以负担一个专门的磁性专家，但这个职位通常不存在，这项工作只是另一个工程师的责任的一部分。设计正确的变压器需要考虑这六个方面：
安全标准
设计要求
集成电路选型
如何使其成为可制造性并允许制造商的灵活性
如何验证他们是否有好的设计
确保良好的规模与成本的平衡
本文将总结前六个安全标准和途径，以帮助电源和变压器的设计。
当设计离线反激式电源时，集成IC与其他组件势不可挡。适当地集成变压器比寻找与应用输入和输出匹配的匝数比更多。许多客户可能会想，“我认为反激式变压器只是在一个安全隔离屏障上传递能量。我想还有更多的东西要理解。“不知道安全标准通常意味着比变压器制造商工作时需要更多的迭代。不知道安全标准会导致在合格实验室不合格的意外惊喜，并将产品送回设计阶段，而不是批量生产之前的资格。
了解管理变压器设计和制造的要求，将缩短设计周期到使用FieldEd部件在电源WebDigices(PSW)中的成品。了解产品定义或设计定义中所需的安全标准将确保不必要的设计迭代和成本。下面讨论的是行业中用来定义离线变压器安全要求的最常见的标准。有一个非常熟悉这些标准的公司，通常知道设计试图满足的标准，绝缘类型足以获得第一次所需的零件。
对于电子设计者来说，使用哪种变压器安全标准并不总是那么清楚。通常，产品要满足的标准是基于所设计的设备类型和设备所瞄准的市场。产品营销以及公司内的安全工程师都有能力选择哪些标准。
为了使搜索更容易，下面列出了一些电子制造商所引用的更普遍的标准，这些标准适用于他们的设备。这个列表是试图从标准本身的范围
和这些标准的简要描述。虽然这些描述已经被直接从标准中拉出来，但是它们已经被描述成可读性，并不能以任何方式代替实际的标准。这里的增益是编译一个文档中使用的最典型的标准的范围，以方便地识别可能适用的标准。从那里，标准可以购买，以便进一步审查。
标准
EN 50470-1交流电能计量装置
本标准提供了A、B、C类计量设备的一般要求。这项欧洲标准的范围适用于用于住宅、商业和轻工业用途的新制造的电能表，用于50赫兹的电网。
本标准适用于室内或室外应用的机电式或静态电能表。该标准也适用于主动电能计量部件，而不适用于其他功能元件，如最大需求指示器、电子电费寄存器、时间开关、纹波控制接收器、数据通信接口以及被封装在仪表箱中的更多。
用于电磁干扰抑制的EN 60935固定电感器
本国际标准适用于设计用于电磁干扰抑制的电感器，用于电子或电气设备和机器，并且仅限于安全测试合适的电感器。本标准范围内的电感器也可用于保护来自电源或来自设备的其它部分的电噪声和电压或电流瞬变。
EN 61342-2-13 LED模块灯控制装置用于交流和直流应用
本标准适用于设计在SELV或SELV当量或更高电压下提供恒定电压或电流的LED控制模块。如所定义的，灯控制模块是电源和灯之间的一个或多个组件，其可用于转换电源电压，将灯的电流限制到所需的值，提供启动电压和预热电流，防止冷启动，校正功率因数或减小。无线电频率。
如在标准中定义的，灯控制模块应该设计和构造，使得在正常使用时，它们对用户或周围环境没有危险。在不使用触电保护罩的情况下，它们必须受到足够的保护，以免与带电部件发生意外接触。
IEC 60335-1家用和类似用途电器的安全性
这项国际标准涉及家用电器和类似用途的家用电器的安全性，额定电压不超过250伏，用于单相电器，480伏用于其他电器。
这个标准也适用于电池供电的电器和其他直流供电设备。其他不用于正常家庭使用的器具，但可能是公众的危险源，如商店、轻工业和农场中的外行人员使用的器具，均在本标准的范围内。这种器具的例子是餐饮设备、商业用清洁用具和理发用具。
此外，本标准涉及家用和周围设备所遇到的常见危害，但不考虑儿童和身体、感觉或精神残疾的人;或缺乏经验和知识，使他们无法使用APPI。安全无监督或指导;如儿童玩电器。
需要注意的是，对于打算用于车辆或船上或飞机上的器具，可能需要额外的要求;在许多国家，由国家卫生当局、国家主管部门规定的附加要求被规定。劳动、国家供水主管部门和类似部门。
本标准不适用于：
专用于工业用途的器具
在特殊条件下使用的器具，如腐蚀性或爆炸性大气(灰尘、蒸气或气体)的存在
音频、视频和类似电子设备(IEC 60065)
医用器具(IEC 60601)
手持式电动工具(IEC 60745)
个人计算机及类似设备(IEC 60950-1)
移动式电动工具(IEC 61029)
IEC/EN/UL 60601-1医疗电气设备
本标准适用于必须有两种保护措施的医疗设备，为患者和患者提供基本的安全保障。这通常是通过提供基本绝缘(一种保护手段)和将可接入的导电部件/电路连接到接地或通过提供双重或加强绝缘(两种保护手段)来实现的。
IEC 615582-16用于开关电源单元的开关式电源单元和变压器的安全性
本标准特别适用于变压器、电抗器、电源单元和类似产品的安全性，其电源电压高达1100伏，这也包括开关电源单元和变压器用于开关式电源单元的特殊要求和测试。
它规定变压器应封闭并提供足够的保护以免接触危险带电部件。带电部件不是危险的带电部件，如果它们是通过双重或加强绝缘分开供电的，并且电压不超过35
VAC峰值或60 V无纹波直流;或者触摸电流不超过0.7 MAAC或2 MADC。
一级变压器必须通过至少基本绝缘与危险带电部件的可接近性分开。
二级变压器必须通过双重或加强绝缘与危险带电部件的可接近性分开。
IEC 60950-1信息技术设备安全
本标准适用于交流或电池供电的信息技术设备，包括电信、电力业务设备和相关设备，额定电压不超过600伏。美国和欧洲的其他标准称为IEC60950-1，因为它是协调标准W。保险商实验室。
如该标准所定义的，它也适用于这样的信息技术设备：
设计用于电信终端设备和电信网络基础设施设备，不考虑电源;
设计和打算直接连接到或用作电缆分配系统中的基础设施设备，而不考虑电源的来源;
设计使用交流电源作为通信传输介质(参见第6条的注释4和第7条的注释3)。
特别是，该标准规定了旨在降低火灾、触电或伤害的风险，以应对可能与设备接触的操作员和外行人员，特别是服务人员。该标准还旨在降低安装设备的风险，无论是由互联单元或独立单元组成的系统，都要按照制造商规定的方式安装、操作和维护设备。
本标准所列设备在范围内的实例如下：
2级动力单元UL1310标准表
2级动力单元UL1310标准
本标准适用于室内外使用2类电源和电池充电器。这些电源使用隔离变压器，并且可以包含元件以提供交流或直流输出。根据国家电气规程ANSI/NFPA
70，每个输出提供2级功率电平。最大输出电压必须不超过42.4 V的交流电流峰值或60
V的连续直流电流。这些产品主要用于向低电压、电动设备提供电力。在任何可能的负载条件下，这些产品的功率水平不超过660
W。
本标准所涵盖的产品仅部分或全部包括，但不一定限于以下列出的产品。
用于起动发动机的起动机用电池充电器。这些类型由充电发动机起动机电池充电器UL1236所覆盖。
虽然这些要求涵盖了2类产品，如本标准所规定的，用于玩具，玩具产品也应符合玩具标准，UL697。
这些要求不包括电池充电器，其旨在为轮椅上使用的电池充电，或类似于除第2类UL1012以外的动力单元所覆盖的类似的助动器。
没有整流器的产品可以被低压变压器的标准所覆盖。第1部分：一般要求，UL
5085—1和低压变压器的标准。第3部分：2级和3级变压器，UL5085-3。
仅由直流电源供电的产品，其由陆上车辆和船舶、UL
458的功率变换器/逆变器和功率变换器/逆变器系统的标准覆盖，或适用于预期应用的其他要求。
用于提供低电压景观照明的产品由低压景观照明系统UL 1838的标准覆盖。
绝缘类型
除了定义应用将使用哪种安全标准外，还需要确定应用的接地方法以及电源外壳绝缘水平。标准中定义的典型绝缘类型包括但不限于下面列出的那些类型。
功能：确保设备操作正常，无防护等级。
基础：提供单层保护，第二层通常需要在别处。
加强：最常见的离线和满足两层保护的需要
虽然并非所有的标准都定义绝缘水平，即UL1310没有，但是所有的标准都需要满足一定的介电耐压。虽然绝缘耐压对于功能绝缘设计是足够的，但是对于基本的或加强的其它变压器设计的考虑是不够的。
工作电压用于定义变压器如何建立以满足标准。典型地，这是在离线电源上的电源上的输入电压。诸如电池平衡应用的其他电源可以具有包括输入的高(单元)电压。为了安全考虑，这将影响工作电压。
确定符合标准和绝缘类型的标准是顺应性设计所需要的一半。另一半涉及硬件的设计，特别是隔离变压器的标准化。这就是沃思电子MIDCOM在该行业的经验是非常有价值的。如果该标准是在本文中列出的，WurthEnguleMIDCOM已经多年来设计标准，并且理解如何设计和构造柔顺的磁性材料。
