5-3- معرفی آزمون های ایمنی جهت حصول استانداردهای منبع تغذیه

در این بخش به بررسی آزمون‌های معروفی که برای منبع تغذیه انجام میشود میپردازیم. این آزمون ها لازمه تایید یک منبع تغذیه استاندارد و ایمن و باکیفیت است؛بنابراین حتما قبل از تهیه منبع تغذیه به این استاندارد ها و اصول طراحی توجه کنید. لازم به ذکر است که تمام منبع تغذیه های موجود در فروشگاه مین ول ایران کاملا استاندارد و مورد تایید سازمان های جهانی و اروپایی است و برای آسودگی خاطر مشتریان هر منبع تغذیه از شرایط گارانتی و خدمات پس از فروش 3 لی 10 سال برخوردار است.

تست ورودی

جریان حالت ماندگار ورودی تجهیزات نباید بیشتر از 10 %  جریان ماکزیمم پاور بیشتر شود.

نشانه گذاری

1. ولتاژ مجاز یا محدوده ولتاژ بر حسب ولت نوشته می شود که برای ولتاژ DC ، ورودی باید از علامت نیز استفاده شود.
2. جریان مجاز بر حسب میلی آمپر و یا آمپر بیان می شود.
3. فرکانس کاری و یا محدوده فرکانسی بر حسب هرتز می باشد.
4. نام محصول ، علامت تجاری و یا علامت اختصاری باید قید شود.
5. نام سازنده و نوع مرجع مدارهای داخلی باید قید شود.
6. علامت فقط مخصوص تجهیزات کلاس II می باشد.
7. در منابع تغذیه هایی که دارای ولتاژ خروجی با رنج های متعدد هستند، روش تنظیم ولتاژ بایستی در زیر هر سوییچ روی پاور یا در زیر ترمینال آن قید شود.
8. مشخصات فیوز مخصوصا ولتاژ و جریان مجاز ،در کنار آن و یا جعبه نگه دارنده فیوز قید شود.
9. علامت زمین به صورت یا  باشد.
10. ترمینال نول منبع تغذیه با حرف N مشخص شود، البته نشانه گذاری های اضافی مشروط به اینکه باعث سوتفاهم نشود مجاز می باشد

تست خروجی

در این تست تجهیزات بایستی طوری طراحی شوند که در خارج از نقطه اتصال برق پاور وصل شده باشند. در این حالت خطر شوک الکتریکی حاصل از دشارژ خازنها کاهش می یابد. معمولا برای خازنها در هنگام تخلیه الکتریکی از مقاومت استفاده می شود و تست دشارژ صحیح زمانی است که ولتاژ دو سر خازن در مدت 1 ثانیه بر اثر تخلیه ولتاژ، 73 درصد کاهش یابد.

تست رطوربت ( Humidity test )

برای قطعاتی که عایق بندی آنها تحت تاثیر رطوبت هوا ممکن است تغییر کند باید تست رطوبت انجام شود.این تست در اتاقی که رطوبت آن 91 تا 95 % می باشد در مدت 48 ساعت انجام می شود ، دمای اتاق با افزایش پله ای 1 درجه ای بین 20 تا 30 درجه تغییر می کند به نحوی که میعان و سرد شدن هوا اتفاق نیفتد(  قطرات آب روی پاور نشیند) و سپس در این شرایط محیطی تست Hi-pot انجام می شود (  این تست در فصل دو توضیح داده شده است).

اندازه گیری ولتاژ کاری

پارامترهایی مانند فاصله creepage و فاصله clearance و مقادیر تست hi-pot با اندازه گیری ولتاژ کاری منبع تغذیه بدست می آیند.

اندازه گیری مدار محدود کننده جریان

این مدار باید به گونه ای طراحی شود که چه تحت شرایط نرمال و چه در اثر رخداد خطا در تجهیزات،  ولتاژ از مقدار 42.4 AC یا 60 ولت DC بیشتر نشود. در نتیجه در اثر تماس ناگهانی بدن فرد با منبع تغذیه در صورتی که منبع تغذیه دچار خطا شده باشد با فعال شدن مدار محدود کننده جریان ، آسیبی به شخص وارد نخواهد شد.این مدار باید در قسمتی تعبیه شود که به راحتی قابل دسترس و تعمیر پذیری باشد. برای قسمت هایی که فرکانس کاری آنها زیر 1 کیلوهرتز است مقاومت در اندازه 2 کیلواهم بین هر دو قسمت مدار محدود کننده جریان و یا بین هر قطعه از این مدار و زمین قرار می گیرد که کمک می کند تا جریان از 0.7 میلی آمپر ACو یا 0.2 میلی آمپر DC فراتر نرود. برای قسمت هایی که فرکانس کاری بالای 1 کیلوهرتز دارند میزان محدودیت جریان برابر حاصل ضرب فرکانس ( کیلوهرتز) در 0.7 می باشد و مقدار ماکزیمم آن نباید از 70 میلی آمپر بیشتر شود.

تست اتصال به زمین

هدف از این تست بررسی میزان مقاومت بین تجهیزات حفاظتی مانند فیوزها و قطعات متصل به زمین است به طوریکه مقاومت اتصال به زمین بایستی کمتر از 0.1 اهم باشد، ولتاژ تست نباید از 12 ولت بیشتر شود. در استاندارد توف آلمان ( TUV) عبور 25 آمپر در مدت 1 دقیقه و در استاندارد ULعبور 40 آمپر در مدت 2 دقیقه از شرایط تست می باشد.

اندازه گیری فاصله clearance

کمترین مقدار این فاصله بستگی به ولتاژ کاری مدار و سطح عایق قطعات دارد . شرایط تست اعمال نیروی 10 نیوتون به قطعات داخلی و 30 نیوتون به بدنه منبع تغذیه می باشد . هدف از اعمال نیرو حصول اطمینان از عدم کاهش فاصله بین قطعات بر اثر اعمال نیروهای مکانیکی می باشد.

در جدول زیر کمترین فاصله مستقیم جهت عایق بندی مدار اولیه منبع تغذیه و همچنین بین مدار اولیه و ثانویه آمده است :

 

فاصله clearance بر حسب میلی متر
ولتاژ ac نامی منبع تغذیه کمتر از 600 و بیشتر از 300 ولت			ولتاژ ac نامی منبع تغذیه کمتر از 300						ولتاژ ac نامی منبع تغذیه کمتر از 150						ولتاژ کاری
درجه آلودگی 1و 2 و 3			درجه آلودگی 3			درجه آلودگی 1 و 2			درجه آلودگی 3			درجه آلودگی 1 و2			ولتاژ rms	ولتاژ پیک یا ولتاژ dc
R	B/S	F	R	B/S	F	R	B/S	F	R	B/S	F	R	B/S	F	V	V
6.4(6)	3.2(3)	2	4(3)	2(1.5)	1.3	4(3)	2(1.5)	1	2.6(1.6)	1.3(0.8)	0.8	2(1)	1(0.5)	0.4	50	71
6.4(6)	3.2(3)	2	4(3)	2(1.5)	1.5	4(3)	2(1.5)	1.4	2.6(1.6)	1.3(0.8)	0.8	2(1)	1(0.5)	0.5	150	210
6.4(6)	3.2(3)	2.5	F 1.5    B/S 2(1.5)      R  4(3)												300	420
F   3     B/S  3.2(3)   R 6.4(6)															600	840
F/B/S 4.2     R 6.4															1000	1400
F/B/S/R 8.4 F/B/S/R 17.5 F/B/S/R 25 F/B/S/R 37 F/B/S/R 80 F/B/S/R 130															2000 5000 7000 10000 20000 30000	2800 7000 9800 14000 28000 42000
1)        مقادیر جدول جهت استفاده در محاسبات ایزولاسیون به صورت تئوری ( F : functional ) ، پایه ( B : Basic ) ، مکمل ( S : Supplementery ) و تقدیت شده ( R : Reindforced ) مورد استفاده قرار می گیرد 2)        برای محدوده ولتاژ کاری بین 2800 تا 42000 ولت ، جهت بدست آوردن مقادیر مناسب می توان از درونیابی خطی در محاسبات استفاده کرد و عدد بدست آمده به سمت بالا گرد شود.

 

در جدول زیر میزان فاصله clearance اضافی جهت ایزولاسیون مدار اولیه ذکر شده است :

فاصله clearance اضافی		ولتاژ نامی ac ورودی بین 150 تا 300 ولت	ولتاژ نامی ac ورودی کمتر از 150 ولت
ایزولاسیون تقویت شده	ایزولاسیون تئوری ، پایه و یا مکمل	درجه آلودگی 1 و 2 و 3	درجه آلودگی 3	درجه آلودگی 1
		ماکزیمم پیک ولتاژ کاری( V )	ماکزیمم پیک ولتاژ کاری( V )	ماکزیمم پیک ولتاژ کاری( V )
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6	0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3	420 (420) 493(497) 567(575) 640(652) 713(729) 787(807) 860(884) 933(961) 1006(1039) 1080(1116) 1153(1193) 1226(1271) 1300(1348) -(1425)	210(210) 294(293) 379(376) 463(459) 547(541) 632(624) 715(707) 800(790)	210 (210) 298(288) 386(366) 474(444) 562(522) 650(600) 738(678) 826(756) 914(839) 1002(912) 1090(990)
مقادیر فوق برای ایزولاسیون تئوری استفاده می شود

اندازه گیری فاصله creepage

اعمال ضخامت های مختلف عایقی و اندازه گیری پیوسته ولتاژ کاری منبع تغذیه می تواند جهت بدست آوردن کمترین فاصله واقعی بین قطعات و ضخامت عایق ها مورد استفاده قرار گیرد . در جدول زیر کمترین فاصله Creepage آمده است :

فاصله creepage  بر حسب میلی متر
ایزولاسیون تئوری ، پایه و مکمل							ولتاژ کاری
درجه آلودگی 3			درجه آلودگی 2			درجه آلودگی 1
نوع گروه مواد			نوع گروه مواد			نوع گروه مواد
IIIa or IIIb	II	I	IIIa or IIIb	II	I	I , II , IIIa or IIIb
1.9 2.2 2.4 2.5 3.2 4 5 6.3 10 12.5 16	1.7 2 2.1 2.2 2.8 3.6 4.5 5.6 9.6 11 14	1.5 1.8 1.9 2 2.5 3.2 4 5 8 10 12.5	1.2 1.4 1.5 1.6 2 2.5 3.2 4 6.3 8 10	0.9 1 1.1 1.1 1.4 1.8 2.2 2.8 4.5 5.6 7.1	0.6 0.7 0.8 0.8 1 1.3 1.6 2 3.2 4 5	از فاصله clearance طبق جدول قبلی استفاده شود	کوچکتر از 50 100 125 150 200 250 300 400 600 800 1000
جهت بدست آوردن مقادیر مناسب می توان از درونیابی خطی در محاسبات استفاده کرد و عدد بدست آمده به سمت بالا گرد شود.

به عنوان مثال در منبع تغذیه ای که جنس عایق های آن از گروه III جدول فوق می باشد و pollution degree II دارد در صورتیکه ولتاژ ورودی 240 ولت AC داشته باشد و ولتاژ بین مدار اولیه و ثانویه آن 275 (V(rms و 600 (V(peak باشد ، مقدار فاصله clearance , creepage آن به صورت زیر محاسبه می شود :

 

 

 

 

 

 

 

تست مدار محدود کننده جریان

در صورتیکه منبع تغذیه مجهز به این مدار باشد ، مقدار ولتاژ و جریان خروجی آن تحت شرایط جدول زیر محدودیت پیدا می کند که در نتیجه خطر وقوع آتش سوزی کاهش می یابد و لذا فاصله ایمن و قابلیت اشتعال قطعات کاهش پیدا می کند. برای سری های LPS که در آنها از محدود کننده توان استفاده شده است از مواد پلاستیکی با سطح HBمی توان استفاده کرد که هزینه تمام شده کاهش پیدا می یابد.

توان  ظاهری(VA)	جریان خروجی ( Isc بر حسب آمپر)	ولتاژ خروجی (Uoc)
		V d.c.	V a.c.
< 5*Uoc	<8	<20	<20
< 100	< 8	بین 20 و 30	بین 20 و 30
< 100	< 150/Uoc	بین 30 تا 60	–
Uoc: ولتاژ خروجی اندازه گیری شده با توجه به جدول 1.4.5 با خذف تمام بارهای خروجی . Isc : ماکزیمم جریان خروجی برای بار غیر خازنی که شامل اتصال کوتاه می باشد. S : ماکزیمم توان ظاهری خروجی در حالت اتصال کوتاه بدون بار خازنی و بعد از گذشت 60 ثانیه

محدودیت جریان برای منابع تغذیه ای که دارای مدار محافظ اضافه جریان می باشند در جدول زیر ذکر شده است :

رنج جریان مربوط به  مدار محافظ اضافه جریان	توان ظاهری(s)	جریان خروجی(Isc)	ولتاژ خروجی(Uoc)
			V d.c.	V a.c
<5	<250	< 1000/Uoc	< 20	< 20
<100/Uoc			20<Uoc<30	20< Uoc<30
<100/Uoc			20<Uoc<30	–
Uoc: ولتاژ خروجی اندازه گیری شده با توجه به جدول 1.4.5 با خذف تمام بارهای خروجی . Isc : ماکزیمم جریان خروجی برای بار غیر خازنی که شامل اتصال کوتاه می باشد. S : ماکزیمم توان ظاهری خروجی در حالت اتصال کوتاه بدون بار خازنی و بعد از گذشت 60 ثانیه  در حالیکه مدار محافظ اضافه جریان بای پس شده باشد توجه : دلیل بای پس کردن مدار  حفاظت اضافه جریان این است که بتوان میزان انرژی هنگام اتصال کوتاه شدن خروجی را اندازه گیری کرد تا پارامترهای مدار اضافه جریان جهت تحمل این مقدار از انرژی طراحی شود. محدوده جریان مدار محافظ اضافه جریان بستگی به فیوز و مدار بریکر دارد که مدار را بعد از 120 ثانیه تحمل 210 % اضافه جریان مشخص شده در جدول قطع می کند.

تست پایداری

این تست جهت اطمینان از صحت عملکرد دستگاه تحت پوزیشن های مختلف انجام می شود به عنوان مثال اگر منبع تغذیه نسبت به حالت افقی خود 10 درجه کج شود نبایستی خطری برای اپراتور یا تعمیر کار بوجود آید.

تست ضربه

محصولاتی که دارای محفظه بسته و پوشیده هستند بایستی تست ضربه را پاس نمایند. توپ استیل توپری با قطر 50 میلی متر و با وزن 500 گرم از فاصله عمودی 1.3 متر بر روی منبع تغذیه پرتاب می شود که منبع بر اثر برخورد نباید دچار مشکل فیزیکی و عملکردی شود.

تست سقوط 

برای تجهیزاتی که به صورت دستی و قابل حمل می باشند، تست سقوط انجام می شود. منبع تغذیه بر روی سطحی از جنس چوب سخت از فاصله 1 متری سقوط می کند که بعد از آن نباید از لحاظ فیزیکی آسیبی به منبع تغذیه وارد شود البته در این تست صحت عملکرد منبع تغذیه بعد از سقوط مورد نظر نیست.

تست استرس قالب منبع تغذیه

منابع تغذیه ای که بدنه آنها از جنس ترموپلاستیک هستند باید به گونه ای ساخته شوند که هرگونه انقباض و اعوجاج بر اثر تنش داخلی( ممکن است در اثر ذوب شدن یا دفورمه شدن بدنه یا قطعات باشد) تاثیری بر روی فاصله clearance , creepage نداشته باشد یا حداقل تغییرات این فاصله ها در حد مجاز باشد. دمای تست 70 درجه سانتی گراد می باشد  و مدت زمان اعمال آن 7 ساعت است.

تست حرارتی

• در قدم اول بایستی به قطعات داخل منبع تغذیه جهت مانیتورینگ دمای آنها ترموکوپل متصل نمود.
• ولتاژ ورودی بین 90 تا 110 درصد ولتاژ نامی پاور باشد.
• جریان کشی ماکزیمم از خروجی منبع تغذیه انجام شود.
• تست زمانی متوقف می شود که دما به مقدار ثابتی برسد.
• مقدار ماکزیمم مجاز دما برای هر نقطه داخل منبع تغذیه در ادامه اشاره می شود :

1. قطعات الکترونیکی عمومی : ماکزیمم دمای مجاز اعلام شده در دیتاشیت آنها
2. ترانسفورماتور : کلاس A: 90 درجه     کلاس B : 110 درجه     کلاس E : 105 درجه
3. بدنه منبع تغذیه : بدنه جنس فلز : 70 درجه بدنه جنس پلاستیک : 95 درجه

 

تست جریان کشی بدنه منبع تغذیه (جریان نشتی)

ولتاژ تست در این آزمون 1.06 برابر ولتاژ نامی منبع تغذیه می باشد و جریان نشتی بدنه بایستی در حدود مجاز جدول زیر باشد :

تست فشار

این آزمون برای منابع تغذیه ای که بدنه پلاستیکی دارند مورد نیاز است . کره ای از جنس استیل با قطر 5 میلی متر نیروی 20 نیوتون بر روی بدنه منبع تغذیه فشار وارد می کند . این تست در کابینی با دمای 125 درجه سانتی گراد انجام می شود و در پایان آزمون و بعد از همدما شدن بدنه منبع تغذیه با محیط ، میزان تخریب سطح نباید بیشتر از 2 میلی متر باشد. اگر جنس بدنه از فنولیک ( Phenolic ( باشد نیازی به انجام این تست نیست.

تست قدرت الکتریکی

هدف از این تست بررسی کیفیت ایزولاسیون از نظر الکتریکی می باشد دو بخش از منبع تغذیه مورد آزمایش قرار خواهند گرفت که شامل ترانسفورماتور ایزوله ساز و منبع تغذیه سوییچینگ می باشد. ولتاژ از صفر تا مقدار از پیش تعیین شده ای افزایش می یابد و سپس به مدت 60 ثانیه در در مقدار نهایی قرار می گیرد.مقدار ماکزیمم ولتاژ معمولا 3 کیلو ولت است و ایزولاسیون ترانس و منبع تغذیه در طول تست نباید آسیب ببیند.

تست شرایط غیر عادی

تجهیزات بایستی به گونه ای طراحی شوند که در صورت وقوع خطراتی مانند آتش سوزی یا شوک الکتریکی به سبب خرابی مکانیکی ، اضافه بار الکتریکی ، شرایط غیر عادی محیطی یا بی دقتی در استفاده از منبع تغذیه ( قطع شدن فن ، مدار باز یا اتصال کوتاه شدن ترانزیستورها ، دیدها و خازنها ) ، ولتاژ و جریان منبع تغذیه به مقدار مینیمم خود محدود شود و کل تجهیز برای اپراتور ایمن باشد.زمان مشخصی برای متوقف کردن تست وجود ندارد اما می توان در اثر یکی از رخداد های زیر آزمون را متوقف نمود :

• فیوز باز شود
• نتیجه روشن و مشخص باشد.
• تست تا 7 ساعت به طول بینجامد.
• جریان ورودی یا دمای پاور به مقدار ثابتی برسد.
• آتش سوزی یا ذوب شدن مواد به خارج از منبع تغذیه نشت پیدا کند.

 

تست اضافه بار  خروجی منبع تغذیه

در هنگام تست ، ولتاژ ورودی باید ماکزیمم مقدار مجاز خود باشد  و بار خروجی برای هر کانال بایستی تا زمانی که حفاظت اضافه بار فعال می شود ، رفته رفته افزایش یابد.

در صورت صحت ایمنی منبع تغذیه ،در هنگام تست شرایط زیر نباید اتفاق بیفتد:

• آتش به خارج از منبع تغذیه شعله بکشد.
• فرم بدنه تغییر پیدا کند و بر روی ایمنی تاثیر بگذارد.
• دمای ترانسفورماتور از مقدار مجاز خود افزایش یابد .