關鍵字: 壓敏電阻 保護器件 UL 1449標準
近幾年,歐洲電氣和電子行業對沖擊保護器件(SPD)的安全標準進行了數次修改——在某些情形下甚至做了重要的修改:EN 60950-1的第一版規定強制性使用沖擊抑制器。同時,產品還需滿足當時適用的UL 1449標準中有關瞬態電壓沖擊抑制器(TVSS)的要求。
EN 60950-1的第二版規定,用在初級電路中的壓敏電阻必須滿足IEC 61051-2或新頒布UL 1449第三版的要求。在用于UL認可設備并被歸為安全關鍵元件的非壓敏電阻型沖擊抑制器,仍必須符合新頒布的UL 1449要求。
愛普科斯生產的寬系列壓敏電阻符合新頒布的UL® 1449增補要求。此過壓保護標準第三版于2009年9月29日開始生效。
UL 1449第三版的修訂內容
2009年9月,UL(美國保險商實驗室)頒布了最新的標準——UL 1449第三版,適用于SPD型保護元件,并完全取代了以前的版本。從即時起,所有面市的設備必須符合上述新要求,以獲取UL質量認證標簽。關于此標準,它將對買家和研發者產生如下三個方面的重要變化:
首先是一些術語的修訂。自此,TVSS(瞬態電壓沖擊抑制器)一詞將被SPD(抑制保護器件)所取代。此外,UL 1449第三版已成為美國國家標準(ANSI)。第二,標稱放電電流在規格書中有注明。目前,電壓限值測定在6kV和3kA。第三,SPD又被細分成1、2、3和4類。測試電流以及電壓測試程序也有變化,占空比現在依據標稱放電電流來執行。
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對現有設計的影響
由于IEC 60950-1首次關注了IT設備中沖擊抑制元件的使用情況,因此SPD新要求將產生巨大的影響。對于IT業的電源制造商以及在初級電路中連接電源和集成于SPD電源中的其他IT設備的制造商而言,必須考慮這些要求。
因為初級電路必須使用抑制沖擊的專用壓敏電阻,所以該標準將產生重大的影響。因此,其他保護型元件,如氣體放電管或非線性電壓電流特征的半導體元件,將不歸在VDR范圍之內。所以,這些其他元件在初級電路中的使用將受到限制。
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UL 1449第三版適用于必須反復將50/60-Hz電路中的瞬態電壓限制在1000V的設備。根據設備是否安裝在電氣系統內這一前提,UL 1449第三版劃分出四種類型SPD設備。
類型1 涵蓋了與安裝在主保險絲之前或之后的電源線有永久連接的設備。它涉及作為無外部沖擊電流保護而規定使用的SPD器件。這就意味著,它們的位置處在變壓器的次級側和保險的電源側之間。對UL 1449第三版頒布之前指定為次級氣體放電管并主要用在美國的那些元件,此類SPD器件與其最為接近。
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類型2 指與電源線有永久連接并安裝在主保險絲之后的設備。此類元件也可用于包括接線盒在內的保險負荷側。類型2因此替代了硬線連接的TVSS。從而可以使用與類型2組合的外部電路斷路器和保險。此SPD器件與UL 1449第三版頒布之前指定用作TVSS的保護型元件最相對應。屬于類型2的器件包括自動電路斷路器、手持式干燥器、馬達和電源。
愛普科斯降額改進型多脈沖壓敏電阻S14 MP和S20 MP屬于類型2應用范圍,它們具有如下優點:重復受到脈沖沖擊時,終端電壓表現穩定;適合低幅、頻繁發生過壓脈沖的應用;適合在UL 1449第三版下類型2壓敏電阻的應用符合IEC 60950-1 Rev 2附件Q和IEC 60065:2002第14.12節。
類型3 指SPD。SPD直接用在電源線上,并且通過至少10米長的導線(IEEE C62.41-199類型A)與控制面板連接。10米線長度不包括附在SPD上的導線部分。類型3包括線纜連接、直接插入插座或集成至插座等形式的SPD。如果類型3元件沒有像類型2元件一樣進行測試的話,則類型3元件也無需進行標稱電流釋放測試。其他的例子包括復式插座或電子設備所用電源。還應注意的是,這些測量是在短路電流IK而不是額定電壓IN的條件下進行的。
類型4 指的是以分立元件或元件集成形式出現的SPD。因此,在愛普科斯,類型4的元件為單一、分立的金屬氧化物壓敏電阻,或者是由幾個SPD元件構成的模塊或子系統。這些元件包括愛普科斯生產的金屬氧化物壓敏電阻、電容器和保護型元件。據此,類型4可為元件級的SPD或者是按照應用環境(類型1,2和3)進行測試、由數個元件組成的SPD子系統。
標稱放電電流
UL 1449第三版所闡述的其他變更包括標稱放電電流測試和后續占空比測試。對于類型1的SPD,標稱放電電流由廠家選擇,可為10kA或20kA,而對于類型2的SPD,標稱放電電流可為5kA,10kA或20kA。按照廠家所選標稱放電電流,元件需經受15次脈沖沖擊。
如要通過測試,元件將不得在測試過程中出現短路或起火的危險。此外,在過電壓路徑中,不得有任何空隙。此包括所有補充性內部或外部沖擊保護元件,如保險和斷路器。
標稱放電電流測試包括所有內部或外部沖擊保護元件。為了保護長期過壓負荷中的過壓保護元件,許多研發者規定和使用外部沖擊電流元件。為了通過新測試,內部或外部沖擊保護元件必須按照廠家所選的標稱放電電流經受15次脈沖沖擊。標稱放電電流已經在SPD的類型牌上注明。
限壓測試
在UL 1449第三版中,限制電壓測試使用6kV/3kA組合波沖擊,確定SPD的電壓保護等級(VPR)。該測試類似于UL 1449第二版中確定抑制電壓等級(SVR)的測試。兩者之間的關鍵區別在于,第三版使用的規定測試電流強度是第二版的六倍。如此高的電流值即意味著限制電壓也會大幅度提高。更高的電流導致更高的限制電壓。也就是說,VPR為700V、UL 1449第三版要求測試的元件,不會比VPR為400V、按照UL 1449第二版測試的元件所顯示的限制電壓高。
小結
綜上所述,驅動系統和大型元件廠商可能需要升級類型2的壓敏電阻,如果原來使用直徑小的壓敏電阻或者根本沒有使用的話。使用5mm、7mm、10mm或14mm或者銅制外殼SMD壓敏電阻的SPD (TVSS)廠商,可以考慮將壓敏電阻升級為適合類型3的應用。
除了直接工作于UL 1449第三版的客戶外,UL 508C、UL 840、UL/EN 60950和UL/EN 60065終端標準可能受到影響。
愛普科斯生產的過壓保護元件品類廣泛,幾乎可適合于所有應用場合。為了保證應用和設備的正確分類,愛普科斯建議研發者與當地UL合作方聯系。