在电源和变压器设计时六大安全标准和途径

具有集成MOSFET的离线反激式脉冲宽度调制（PWM）是电源系统设计中不可或缺的一部分。除非完成系统的所有其他部件也能完成其工作，否则半导体器件将无法满足设计要求。变压器是一个重要的组成部分，通常被视为别人的问题。对于能够负担得起专业磁性专家的公司来说，这可能是正确的，但这种情况通常不存在，而且工作只是另一位工程师的责任。设计正确的变压器需要考虑以下六个方面：

安全标准

设计要求

IC选择

如何制造可制造性

如何验证他们是否具有良好的设计

确保良好的性能平衡成本

本文将总结有关电源和变压器设计的六大安全标准和途径。

在设计离线反激式电源时，将IC与其他组件集成可能会非常困难。正确地集成变压器不仅仅是找到与应用输入和输出匹配的匝数比。许多客户可能会想，“我认为反激式变压器只是将能量传递到安全隔离屏障。我想还有更多需要了解的内容。“在与变压器制造商合作时，不了解安全标准通常意味着需要的迭代次数超过必要时间。不了解安全标准会导致合格实验室出现意外的不合格事故，并在批量生产之前将产品送回设计阶段而非资格认证。

了解控制变压器设计和制造的要求将缩短设计周期在Power Supply WebDesigner（PSW）中使用Fairchild部件的成品。了解产品定义或设计定义期间所需的安全标准将确保不必要的设计迭代和成本。下面讨论的是业界用于定义离线变压器安全要求的最常用标准。有一家公司非常熟悉这些标准，并且通常知道设计试图满足哪种标准，绝缘类型足以在第一时间获得所需的部件。

使用哪种变压器安全标准并不总是那么清楚为电子设计师。通常，产品要满足的标准基于要设计的设备类型和设备所针对的市场。公司内的产品营销和安全工程师最适合选择适用的标准。为了使搜索更容易，电子制造商提到的适用于他们设备的一些更常见的标准是下面列出。该列表试图从标准本身中获取这些标准的范围和简要描述。虽然这些描述是直接从标准中提取的，但为了便于阅读，它们已被删节，并且不以任何方式替代实际标准。这里的好处是编译用于一个文档的最典型标准的范围，以便轻松识别可能适用的标准。从那里，可以购买标准进行进一步审查。

标准

EN 50470-1 AC电能计量设备

本标准规定了A，B，C类计量设备的一般要求。该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 Hz电网。

该标准适用于室内和室外的机电或静态电能表。户外应用。该标准也适用于有功电能计量部分，而不适用于其他功能元件，如最大需求指示器，电子资费寄存器，时间开关，纹波控制接收器，数据通信接口等，它们都包含在仪表外壳中。

EN 60935用于抑制电磁干扰的固定电感器

本标准适用于电子或电气设备和机器的电磁干扰抑制用电感器，仅限于适合进行安全测试的电感器。本标准范围内的电感器也可用于防止来自电源或设备其他部件的电噪声和电压或电流瞬变。

EN 61347-2-13 LED模块灯控制用于交流和直流应用的齿轮

本标准适用于设计用于在SEL提供恒定电压或电流的LED控制模块V或SELV等效或更高电压。如所定义的，灯控制模块是电源和灯之间的一个或多个部件，其可用于转换电源电压，将灯的电流限制到所需值，提供启动电压和预热电流，防止冷启动，正确功率因素或降低射频。

根据标准的规定，灯控制模块的设计和构造应使其在正常使用时能够在不对用户或周围环境造成危险的情况下运行。如果不使用防止电击的灯具外壳，必须充分保护它们，防止意外接触带电部件。

IEC 60335-1家用和类似用途电器的安全性

标准涉及家用和类似用途的电器的安全性，单相电器的额定电压不超过250 V，其他电器的额定电压不超过480 V.此标准也适用于电池供电的电器和其他直流电器。其他不适合普通家庭使用但可能对公众造成危险的设备，例如商店，轻工业和农场的外行人使用的器具，都属于本标准的范围。这类器具的例子是餐饮设备，商业用清洁器具和理发器用器具。此外，本标准还涉及家庭内部和周围遇到的器具所带来的常见危害，但没有考虑儿童和家用电器。有身体，感官或精神残疾的人;或缺乏经验和知识，无法在没有监督或指导的情况下安全地使用本产品;例如儿童玩耍器具。

请注意，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，国家卫生当局，负责劳动保护的国家主管部门，国家供水当局和类似机构都规定了额外的要求。

本标准不适用于：

家电

旨在用于特殊情况的场所的器具，例如存在腐蚀性或爆炸性气体（灰尘，蒸气或气体）

音频，视频和类似电子设备（IEC 60065）

医疗用途器具（IEC 60601）

手持式电动工具（IEC 60745）

个人电脑和类似设备（IEC 60950-1）

可移动电动工具（IEC 61029）

IEC/EN/UL 60601-1医疗电气设备点击本标准适用于必须具有两种保护手段的医疗设备，为操作者和患者提供基本安全。这通常通过提供基本绝缘（一种保护措施）和将可触及的导电部件/电路连接到地或通过提供双重或加强绝缘（两种保护措施）来实现。

IEC 61558-2-16安全用于开关电源单元和用于开关电源单元的变压器

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，电源电压高达1，100 V包括开关电源单元和开关电源单元变压器的特殊要求和测试。

它规定变压器应封闭并提供足够的保护，防止接触危险带电部件。带电部件不是危险的带电部件，如果它们通过双重或加强绝缘与电源分开，并且电压不超过35 VAC峰值或60 V无纹波DC;或触摸电流不超过0.7 mAAC或2.0 mADC。

I类变压器必须至少通过基本绝缘与危险带电部件的可接触性分离。

II类变压器必须与危险带电部件的可接触性分开或者加强绝缘。

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，电子商务设备和相关设备，额定电压不超过600 V.美国和欧洲的其他标准均指IEC60950-1，因为它是与Underwriters Laboratories的统一标准。

如标准中所定义，它也适用于此类信息技术设备：

设计用作电信终端设备和电信网络基础设施，无论其来源如何电源;

设计并打算直接连接到或用作电缆分配系统中的基础设施设备，无论电源如何;

设计用于交流电网供电作为通信传输介质（见第6节注释4和第7节注释3）。

特别是，该标准规定了旨在降低火灾，电击或伤害风险的要求。操作员和外行人可能会接触到设备，并在具体说明的情况下接触服务人员。该标准还旨在降低已安装设备的风险，无论是由互连单元系统还是独立单元组成，还要按照制造商规定的方式安装，操作和维护设备。本标准中列出的设备属于以下范围：

UL1310 Class 2 Power Units标准

本标准适用于室内和室外使用2个电源和电池充电器。这些电源使用隔离变压器，并且可以包含组件以提供交流或直流输出。每个输出根据美国国家电气规范ANSI/NFPA 70提供2类功率电平。交流电最大输出电压不得超过42.4 V，连续直流电压不得超过60 V.这些产品主要用于为低压电动设备提供电源。在任何可能的装载条件下，这些产品的功率水平不得超过660 W。

本标准仅部分涵盖或根本不涵盖的产品包括但不一定限于下列产品。

用于启动发动机的起动电机的电池充电器。这些类型包含在充电发动机 - 启动电池的电池充电器标准UL1236中。

虽然这些要求涵盖了本标准中定义的用于玩具的2类产品，但玩具产品也应如此符合玩具标准，UL697。

这些要求不包括用于为轮椅或类似移动辅助设备所用电池充电的电池充电器，这些电池符合2类以外的动力装置标准UL1012 。

低压变压器标准 - 第1部分：通用要求，UL 5085-1和低压变压器标准 - 第3部分：第2类和第3类不包括整流器产品变压器，UL5085-3。

仅由直流电源供电的产品，适用于陆地车辆和海洋工艺的电源转换器/逆变器和电源转换器/逆变器系统，UL 458或其他适用于预期应用的要求

低压景观照明系统标准UL 1838涵盖了用于提供低压景观照明的产品。

绝缘类型点击除了确定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的绝缘水平。标准中定义的典型绝缘类型包括但不限于下面列出的类型。

功能：确保仅操作设备且无保护级别

基本：提供单层

强化：离线最常见，满足两层保护需求

虽然并非所有标准都定义了绝缘等级，即UL1310没有，所有标准都要求满足一定的介电耐压。虽然介电耐压足以用于功能绝缘设计，但对于基本或增强是不够的 - 必须考虑其他变压器设计。

工作电压用于定义变压器如何构建以满足标准。通常，这是离线电源的电源输入电压。其他电源（例如电池平衡应用）可以具有包括输入的高（单元）电压。出于安全考虑，这将影响工作电压。

确定符合标准和绝缘类型是合规设计所需的一半。另一半涉及硬件设计，特别是标准的隔离变压器。这就是Wurth Electronics Midcom在该行业中的经验所具有的巨大价值。如果标准是本文中列出的标准，Wurth Electronics Midcom已经多年来一直在设计该标准，并且理解如何设计和构建符合要求的磁性元件。

如果最终确定不同的标准适用， Wurth Electronics Midcom仍然可以提供帮助。该公司知识渊博的设计和安全工程师将能够确定该标准如何应用于隔离屏上的磁性，即使他们过去没有使用过该特定标准。无论哪种方式，当需要隔离产品时，联系Wurth Electronics Midcom以获得任何磁性需求是一个很好的起点。