電玩設(shè)計(jì)開發(fā)需關(guān)注國際新標(biāo)準(zhǔn)

東莞出入境檢驗(yàn)檢疫局 鄭少鋒 韓強(qiáng) 陳金周

為防電玩具危害事故頻發(fā)，國際電工委員會（lEC）對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂變更，不斷嚴(yán)格玩具設(shè)計(jì)開發(fā)的技術(shù)要求。為避免玩具設(shè)計(jì)者由于對標(biāo)準(zhǔn)變化了解不足造成設(shè)計(jì)缺陷，本文在對電玩具標(biāo)準(zhǔn)lEC62115新舊版本進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了二者的差異以及對玩具設(shè)計(jì)的影響，希望為玩具設(shè)計(jì)制造企業(yè)提供參考和建議。

電玩具由于其生動性和互動能力受到世界各年齡段兒童喜愛，我國此類玩具出口不斷增加。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面，除美國等國家有特定標(biāo)準(zhǔn)外，電玩具通常需要符合國際電工委員會（IEC）標(biāo)準(zhǔn)體系。電玩具安全新標(biāo)準(zhǔn)IEC 62115:2017于去年4月發(fā)布，此版本有別于之前的若干次修訂，做了較大變革。除新增大量測試要求和引進(jìn)新的測試概念、測試方法，修改了原來部分測試要求，還對條款大章節(jié)版面進(jìn)行了整合編排。

新增加的要求

1.電源玩具

增加了電源玩具的定義，引進(jìn)連接Ⅰ類設(shè)備的概念，取代了原來只能是提供變壓器的Ⅲ類變壓器電玩具概念，即連接到220V等市電（即工頻交流電）的電玩具也被允許。如圖1和圖2的變壓器玩具和電源玩具，兩款都是棉花糖機(jī)，變壓器玩具需要使用安全隔離變壓器與玩具完全分離，而電源玩具則可以直接連接市電，通過內(nèi)置變壓器等方式達(dá)到Ⅱ類結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

相應(yīng)增加了條款13.9連接到其他設(shè)備和條款17.1的部分要求，具體內(nèi)容包括“連接到Ⅰ類設(shè)備的電玩具應(yīng)連接的設(shè)備故障時(shí)仍安全”以及連接到Ⅰ類設(shè)備的電玩具應(yīng)符合說明書限定連接或滿足電氣要求（1mm的絕緣間隙、電氣間隙和爬電距離≥1.5mm等）。

圖1

圖2

放寬了樣品設(shè)計(jì)的范圍，但是也對防觸電保護(hù)、變壓器初次級隔離等提出了更高的要求。對于一些之前因?yàn)殡娫催B接方式無法提供給14歲兒童使用的玩具，現(xiàn)在只需要改進(jìn)電氣間隙、IP等級（即針對電氣設(shè)備外殼對異物侵入的防護(hù)等級）及變壓器安全隔離設(shè)計(jì)等就可以滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，線性變壓器玩具應(yīng)符合IEC61558-2-7，開關(guān)型變壓器應(yīng)符合IEC61558-2-7和 EN61558-2-16。

2.測試條件

對于使用新類型電池的玩具應(yīng)滿足：二次電池的使用符合IEC62133要求；使用原配電源或推薦電源的電源玩具的要求和USB連接電源不超過5V；太陽能、動能和風(fēng)能給定的最不利條件。

對二次電池、USB供電和太陽能等新供電電玩具符合性規(guī)范提出具體的要求。太陽能電玩具如圖3，需要在充分飽和充電或者最大輸出狀態(tài)下進(jìn)行測試。

需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)中的二次電池是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。對于這個(gè)要求，設(shè)計(jì)方應(yīng)在采購零部件時(shí)注意供貨商的測試報(bào)告是否滿足于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖3：太陽能電玩具

3.低功率玩具豁免測試

新標(biāo)準(zhǔn)明確了低功率玩具的具體電氣間隙參數(shù)，并且將其作為豁免測試的條件。低功率玩具符合“電源小于15W”和“帶溫控裝置或過電流保護(hù)裝置，保護(hù)裝置與電源之間電路中電氣間隙至少3.8mm”兩個(gè)條件則認(rèn)為符合條款9、10和18。因此，玩具設(shè)計(jì)者應(yīng)將玩具盡量設(shè)計(jì)到低功率的狀態(tài)下減免更多的測試。

4.標(biāo)識和說明

新標(biāo)準(zhǔn)按電源類型劃分標(biāo)識和說明書內(nèi)容，特別強(qiáng)調(diào)的是“使用符號表示，應(yīng)在說明書中給予解釋符號意義”（如：可充電電池電源符號、連接到I類設(shè)備的電玩具符號）。

由于每年都發(fā)生不少幼兒吞咽紐扣式電池造成傷害的案例，新型電池在胃里進(jìn)行快速化學(xué)反應(yīng)更加強(qiáng)烈，因此新標(biāo)準(zhǔn)對不同的電池有不同的說明要求，如右表。

變壓器玩具和電源玩具說明內(nèi)容增加了“如果提供了變壓器，玩具應(yīng)使用提供的變壓器或電源”和“合適的變壓器或電源的型號或特性的要求”的說明內(nèi)容。

此外，乘騎玩具增加了：“不應(yīng)用于交通運(yùn)輸，僅用于私人場所”的說明。未來對乘騎玩具及其控制器“超出一定距離范圍玩具應(yīng)停止工作”“電子電路不應(yīng)被其他玩具或控制器影響”“不使用工具兒童不能斷開”等都會進(jìn)一步規(guī)定。

此部分內(nèi)容比較容易更新卻總是最容易被忽略，設(shè)計(jì)者應(yīng)仔細(xì)閱讀標(biāo)準(zhǔn)要求并按要求增加標(biāo)簽和說明書增加描述。

5.USB連接的異常供電

增加了9.8 USB連接的異常供電溫升測試，模擬初級電壓到次級電壓的異常供電。由于變壓器可更換，變壓器的質(zhì)量可能直接影響初級的安全隔離要求，將初級電壓危險(xiǎn)帶到輸出端。設(shè)計(jì)者可通過線路板前端增加隔離電路、限流電路和減少發(fā)熱元件的使用等方式符合該測試要求。

6.儲水試驗(yàn)

增加使用液體的玩具（如泡泡機(jī)）的儲水試驗(yàn)，通過往容器中注入液體考核儲水容器的儲水性能和防泄漏能力。如圖4所示，玩具泡泡機(jī)使用前端的“鏡頭”作為儲液容器和吹泡泡的出口。這就要求注水口的密封性能需要提高，特別是用戶通過旋鈕方式的注水操作，需要增加防水膠圈、采用橡膠塞蓋等方式改進(jìn)以符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

7.對有害電磁場激光輻射的限制

新標(biāo)準(zhǔn)對有害電磁場和輻射有更明確的限制要求。包括增加激光、LED或UV燈要求符合IECTC61 MT26（電玩具）和英國健康保護(hù)局（HPA）LED和激光器專家共同制定的附錄E；集成場源的電玩具輻射要求附錄I。需要設(shè)計(jì)者在注意激光類型玩具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，也關(guān)注UV紫外線光源玩具（如圖5），應(yīng)盡量增加防護(hù)罩防護(hù)膜減低對人體眼睛和皮膚的傷害，同時(shí)產(chǎn)品電器元件供貨的電磁兼容性EMC也需要關(guān)注。未來紅外線（IR）和可調(diào)節(jié)發(fā)射源也將會納入標(biāo)準(zhǔn)考核。

不同電池類型的增加說明內(nèi)容

8.其他

工作條件條款5.2增加翻轉(zhuǎn)測試和乘騎玩具的靜態(tài)負(fù)荷試驗(yàn)預(yù)處理。另外參照EN62115:2015版增加“插頭、USB插口、RCA音視頻接口等”尺寸要求。

修訂的部分

修訂變化最大的主要體現(xiàn)在豁免條款、機(jī)械強(qiáng)度和電池結(jié)構(gòu)幾個(gè)部分。

1.電池電路豁免

標(biāo)準(zhǔn)更新后，要求變成“小于等于3個(gè)電池（R44/LR44、R41/LR41、LR1130和LR54）的則認(rèn)為符合條款9、10、11、17和18”。直接目測電池的方式得到采納，直鋼針和1Ω電阻的短路不超過2.5V測試也正式宣告結(jié)束。設(shè)計(jì)者采用常見的幾個(gè)小電池則直接需要滿足溫升等要求。

圖4：儲液玩具泡泡機(jī)

圖5：可用于消毒餐具的UV燈

2.機(jī)械強(qiáng)度

原來玩具測試一直是外殼的可能脆弱部位連續(xù)施加6次0.7J（焦耳）的沖擊能量，對于玩具材料的厚度和質(zhì)量提出了很高的要求，新標(biāo)準(zhǔn)降低為3次0.5J（焦耳）的沖擊能量，可適當(dāng)降低塑料材料的厚度。

3.電池結(jié)構(gòu)

電池結(jié)構(gòu)要求變化主要體現(xiàn)在引進(jìn)了不平衡放電和無突拉應(yīng)力測試概念，不平衡放電針對不同類型或新舊電池的混用存在的電位差危害，通常設(shè)計(jì)上盡量不采用并聯(lián)電池。

4.其他的變更內(nèi)容

增加了“可移動電玩具充電時(shí)不能移動”，更改“工作電壓”電參數(shù)和取消溫升后針焰測試等，變更內(nèi)容較多且零散，主要體現(xiàn)在測試方法上。

兩條款刪除

1.異常溫升

原條款9.5短接溫控器異常溫升中，“手或腳保持開關(guān)的測試時(shí)間30s”的要求被取消。這就意味著元器件溫控器的動作能力需要確保。

2.結(jié)構(gòu)

“為符合本標(biāo)準(zhǔn)的非自復(fù)位熱斷路器需要借助工具才復(fù)位”“玩具不含石棉”和“三歲以下兒童不應(yīng)使用的玩具沒有無連接器的軟線或電線”刪除，標(biāo)志著這幾個(gè)方面的內(nèi)容可能允許使用了。

其他更新

除了以上的一些變更要求外，一些梳理性的描述納入了新的法規(guī)要求中。包括乘騎玩具的速度限制是否符合ISO8124-1的要求等。目前測試中新舊玩具滿足情況比較良好，本文不再一一展開。

綜上所述，隨著IEC62115標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)中涉及的變更范圍和內(nèi)容增加，電玩具設(shè)計(jì)人員、檢測人員必須對新標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)研讀，更新玩具的安全性能，以切實(shí)保證兒童的使用安全。