浅析开关电源在冰箱冷柜产品认证中的标准选择

任 飞 薛学明

（青岛海容商用冷链股份有限公司 青岛 266400）

引言

随着生活水平的提高，商用冷柜已经成为人们的生活必备。由于其面向的市场群体主要有冷饮、冷食、商超、超市、酒店等大型机构，因其主要用于对陈列食品的展示销售，为了保证商品的展示效果，从而避免不了采用照明灯。传统产品主要是采用荧光灯进行照明，其缺点也很明显，亮度低、展示效果差、耗能较高，寿命短。

在使用LED灯的同时，避免不了采用LED驱动器，这是一种特殊的开关电源。然而，开关电源在不同的领域有着不同的标准要求，很多整机厂家因为不了解此要求，导致在整机产品认证时才发现开关电源的选择不当，带来了不必要的麻烦。

1 开关电源的认证标准

开关电源（英文：Switching Mode Power Supply），又称交换式电、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。

目前在开关电源进行认证时，主要采用的认证标准有以下四类：

1）GB 19510.1-2009/IEC 61347-1:2007灯的控制装置 第1部分：一般要求和安全要求；GB 19510.14-2009/IEC 61347-2-13:2016灯的控制装置 第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求

2）GB 4943.1-2011/IEC 60950-1:2005信息技术设备安全 第1部分：通用要求

3）GB 19212.1-2016/IEC 61558-1:2009 电力变压器、电源装置、电抗器及类似设备的安全 第1部分：一般要求和试验；GB 19212.17-2013/IEC 61558-2-16:2009开关型电源装置和开关型电源装置用变压器的特殊要求和试验

4）GB 4706.1-2005/IEC 60335-1:2004家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求

企业的所有管理措施都要从企业的发展战略出发，不同的战略方向决定了人力资源管理中具体措施的不同。企业在进行人工成本管理时，应该根据企业的战略发展要求、当前的发展阶段，确定人力资源管理战略，在此基础上确定具体管理要求和措施，从而更好地为企业发展服务。

2 开关电源不同认证标准的主要差异

以笔者所在公司的主要产品商用冷柜为例，在进行整机认证时,目前全球范围内绝大多国家将IE 60335-1（GB 4706.1）作为安全认证的通用标准。在标准22.42中规定如下：

保护阻抗应至少有两个单独的元件构成，这些元件的阻抗在器具的寿命期间内不可能有明显的改变，如果这些元件中的任何一个出现短路或开路，则8.1.4中规定的值不应被超过。

注：符合GB 8898(eqv IEC 60065)的14.1a）的电阻和符合GB/T 14472(idt IEC 60384-14)的Y级电容器认为是足够稳定的阻抗元件。

该条款简单的说就是要求保护阻抗需要采用两个单独的元件。从此条款要求出发，可将上述开关电源认证标准分为两大类，即开关电源的输出为符合其本标准所述的安全特低电压和非安全特低电压。其在电路设计方面这两者最大的差别是采用的安规电容数量不同。安全特低电压采用2个Y电容，非安全特低电压采用1个Y电容。

这两大类开关电源由于所使用的领域不同，对电击防护的要求也有所差异，故各相应开关电源的标准对Y电容使用的数量要求也不同。其中依据GB 19510.1/IEC 61347-1、GB 19510.14/IEC 61347-2-13、GB 4943.1/IEC 60950-1认证的LED灯及IT信息类的开关电源的设计允许使用1个Y电容，图1给出了一个相关的示例。而依据 GB 19212.1/IEC 61558-1、GB 19212.17-2/IEC 61558-2-16、GB 4706.1/IEC 60335-1认证的开关电源通常使用2个Y电容，图2给出了一个相关的示例。

上述标准中的相关条款如下：

1）GB 19510.14的8.2条：在安全特低电压和等效安全特低电压输出线路和初级线路之间连接有电容器的情况下，应使用符合IEC 60384-14:2005表2和表3规定的Y1电容或两个串联的并有同一参数的Y2电容。

2）GB 4943.1的1.5.6条：用来桥接基本绝缘、附加绝缘或加强绝缘的电容器应当是Y类电容，但也允许用一个X类电容器桥接二次电路中的基本绝缘。

3）GB 19212.1的19.8条：用双重绝缘或加强绝缘隔离的导电零部件，例如带电零部件与壳体，或初级与次级电路，可以桥接（导电桥接）有电阻器或Y2类电容器，只要他们至少由两个单独的元件组成，且其阻抗在变压器的寿命周期内不可能发生明显地变化,另外如果工作电压不大于250 V，用双重绝缘或加强绝缘隔离的导电零部件（例如带电零部件与壳体，或初级证书次级电路）可以桥接有符合GB/T 14472相关要求的单个Y1类电容。从此条款来看可以使用两个Y2电容也可以使用1个Y1电容。

4）GB 4706.1的22.42条：保护阻抗至少有两个单独的元件构成，这些元件的阻抗在器具的寿命期间内不可能有明显的改变，如果这些元件中的任何一个出现短路或开路，则8.1.4中规定的值不应被超过。

图1 使用1个Y电容的开关电源

3 Y电容的作用

Y电容又称保护阻抗，可起到防触电和滤波两种作用。

3.1 Y电容的位置

Y电容接在开关电源中变压器的初级和次级，如图3。

3.2 Y电容的作用

开关电源的变压器在工作期间初次绕组之间会产生共模干扰，如若不对此骚扰源进行处理，那么在会对整机电磁兼容测试时骚扰电压项目造成较大影响。于是在初次级绕组之间引入了Y电容以消除初次级的干扰，保证电容兼容测试合格。

3.3 Y电容的弊端

引入Y电容的同时带来了一个弊端，那就是万一Y电容出现短路，那么原来次级的弱电就会变成强电，为了保证安全，这里我们可以加入两颗Y电容，如果其中一电容短路，另一Y电容仍然可起到保护作用。为了起到电击防护作用，所以在GB 4706.1-2005标准22.42条款对此情况做了特别说明“保护阻抗应至少由两个单独的元件构成”。从此角度来看开关电源如果使用一个Y电容即使标注SELV，我们仍然认为其输出的电压为符合GB 4706.1所规定的安全特低电压。

图2 使用2个Y电容的开关电源

图3 Y电容在开关电源中的位置

4 标准背景分析

4.1 按照 GB 19510.1/IEC 61347-1、GB 19510.14/IEC 61347-2-13认证的开关电源

此类开关电源主要使用领域为LED照明灯，而LED照明灯从使用场所来看主要分两类，一类为安装在天花板，另一类为桌式的台灯。对于安装在天花板上的LED照明灯，其开关电源使用1枚Y电容（保护阻抗）即时发生短路，由于安装高度的原因用户无法碰触到LED灯的外壳，故不会发生电击危险。对于LED台灯来说，其外壳目前基本都设计为II类结构，采用加强或者双重绝缘，在此类外壳的防护下即时使用1枚Y电容（保护阻抗）发生短路，也不会对用户产生电击危险。

4.2 按照GB 4943.1/IEC 60950-1认证的IT信息类的开关电源

此类开关电源主要使用领域为IT信息类产品，该类产品的使用人群（如办公人员）通常对危险源有较高的识别能力，从放宽了使用Y电容（保护阻抗）的数量。

4.3 按照GB 19212.1/IEC 61558-1、GB 19212.17-2/IEC 61558-2-16认证的开关电源

按照此标准认证的开关电源一个最重要的特性就是安全隔离，由于GB 19212.1规定使用1颗或2颗Y电容均可，故而需要拆检开关电源是否使用2颗Y电容。如果仅使用1颗Y电容，我们仍然认为其不满足GB 4706.1所述的安全隔离。

4.4 按照GB 4706.1/IEC 60335-1认证的开关电源

此类开关电源主要使用领域为家用和类似用途的器具上，此类器具种类繁多，面对的使用人群极为广泛，某些特殊情况下甚至需要考虑儿童和残疾人。如此广泛的使用对象，并不是所有人对电击的危险源有一定的了解和识别。从这个角度出发，其开关电源的保护阻抗必须使用两个Y电容，万一其中一个失效另一个仍然能起到保护作用，以起到双重保护的作用。

表1 不同整机认证类别对开关电源的认证要求

5 结论

本文通过对开关电源采用的各类标准的主要差异进行了分析，以下结论可供参考：

1）在对冰箱冷柜类产品进行整机认证时，应首选满足整机认证要求的开关电源；

2）如果在对家电类整机产品使用了LED、IT信息类及通用开关电源，那么在整机安规测试时，就需要将其输出端后面的所有线路按强电进行考核，这就需要对能够触碰到的弱电线路进行防护，使其满足双重或加强绝缘的要求。

3）根据以上释义以及各国家和地区、认证机构对开关电源的认证要求，在整机认证时对开关电源的选用做如下梳理和归类，以供选择参考，见表1。