熱帶氣候下的音視頻產(chǎn)品電容放電測(cè)試分析

摘 要：在對(duì)音頻和視頻產(chǎn)品進(jìn)行國家要求的強(qiáng)制性產(chǎn)品CCC認(rèn)證時(shí)，需要采用GB8898-2011《音頻、視頻及類似電子設(shè)備安全要求》，即國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60065：2005第7.1版，并加上中國國家差異。由于中國是IECEE-CB體系下的一員，CCC認(rèn)證可以通過認(rèn)可其他NCB發(fā)出的CB證書和報(bào)告，并補(bǔ)充中國國家差異的試驗(yàn)來獲得CCC認(rèn)可。其中最大的差異就是對(duì)于氣候條件和海拔高度的差異。本文將重點(diǎn)分析熱帶氣候下的音視頻產(chǎn)品電容放電測(cè)試結(jié)果，并闡述音視頻產(chǎn)品電容放電測(cè)試的意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值，減少電擊危險(xiǎn)，確保音視頻產(chǎn)品的使用安全。

關(guān)鍵詞：熱帶氣候;音視頻產(chǎn)品;電容放電測(cè)試

引言： 隨著人們生活水平的提高，音視頻產(chǎn)品也成為人們生活中不可或缺的組成部分。熱帶地區(qū)潮濕多雨，許多電子材料在吸收濕氣后自身的絕緣性能會(huì)下降，存在更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。所以，對(duì)于在熱帶地區(qū)使用的音視頻產(chǎn)品，需要更加重視電容放電測(cè)試，嚴(yán)格按照GB8898-2011中對(duì)于熱帶地區(qū)電容放電的限值要求進(jìn)行測(cè)試，保障產(chǎn)品安全性。

一、電容放電測(cè)試的重要性和原理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，音視頻產(chǎn)品不斷更迭，其中的電源部分更新也日新月異，絕大部分已經(jīng)把90年代電源部分的線性變壓器更新為開關(guān)型變壓器，由此在開關(guān)型變壓器前端的大容量濾波電容，在拔插電源插頭時(shí)，電容中未被釋放的能量往往會(huì)造成被人忽視的電擊風(fēng)險(xiǎn)。所以在音視頻產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，進(jìn)行產(chǎn)品插頭電容放電測(cè)試是十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，也是提高產(chǎn)品使用性能和安全性的重要環(huán)節(jié)。

在音視頻產(chǎn)品的電源開關(guān)設(shè)計(jì)中，為了有效防止電源對(duì)電網(wǎng)的干擾，一般在電路端口會(huì)安裝X電容作為EMI濾波器。EMI濾波器是利用電磁干擾的電子線路設(shè)備，主要功能就是保證電子設(shè)備的噪音不外漏，并且有效防止電子設(shè)備外的噪音進(jìn)入設(shè)備。當(dāng)音視頻產(chǎn)品正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，EMI濾波器就會(huì)儲(chǔ)存一定的能量，當(dāng)產(chǎn)品的電源被切斷后，產(chǎn)品的使用者可能會(huì)受到電擊的傷害，對(duì)人的生命安全造成威脅，所以當(dāng)產(chǎn)品電源被切斷時(shí)，需要加快電容放電的速度，避免產(chǎn)生高壓對(duì)人體產(chǎn)生危害。因此，對(duì)音視頻產(chǎn)品的選擇，要選擇適當(dāng)?shù)腅MI濾波電容和泄放電阻。其中泄放電阻具有減小電壓的作用，從而避免電擊的傷害。電容和電阻的合理性對(duì)能量釋放的時(shí)間和使用者的人身安全都有著密切的聯(lián)系。

在電容放電的測(cè)試中，首先保持電源插頭和電網(wǎng)連接的狀態(tài)，拔插的插座中引出導(dǎo)線連接示波器探頭，斷開當(dāng)產(chǎn)品的電源插頭被拔出后，使用示波器讀取電壓。測(cè)試應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，嚴(yán)格按照操作流程，最后通過科學(xué)計(jì)算來驗(yàn)證測(cè)試的準(zhǔn)確性，判斷是否達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，也就是在產(chǎn)品電源被拔掉2秒后，產(chǎn)品的插頭不可以危險(xiǎn)帶電，以保證產(chǎn)品使用的安全性。

二、熱帶氣候條件對(duì)放電測(cè)試的影響

我國的領(lǐng)土面積幅員遼闊，從南到北橫跨熱帶和溫帶，各個(gè)省份氣候條件有明顯的差異。熱帶地區(qū)常年比較高溫并且潮濕多雨，許多電子材料在吸收濕氣后自身的絕緣性能會(huì)下降，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，所以對(duì)熱帶地區(qū)的音視頻產(chǎn)品，在GB8898-2011中對(duì)于電容放電的限值提出了更高的要求，音視頻產(chǎn)品在正式投入生產(chǎn)之前要進(jìn)行電容放電速度的反復(fù)測(cè)試，從而保證音視頻產(chǎn)品的使用安全。

根據(jù)相關(guān)的研究表明，當(dāng)接觸電壓在50V以下的時(shí)候，皮膚阻擋電流的能力受到接觸壓力、表面積和干濕狀況等因素的影響，一般在潮濕的狀態(tài)下測(cè)量的電阻值要小于干燥狀態(tài)下的電阻值，在潮濕狀態(tài)，物體表面會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溶液的接觸面，在這種情況下對(duì)于人體的安全電壓限值也會(huì)降低。在國標(biāo)GB8898-2011中，9.1.1.1對(duì)于危險(xiǎn)帶電零部件的確定這一章節(jié)已明確規(guī)定，如滿足下列條件，則端子的零部件或接觸件被認(rèn)為是危險(xiǎn)帶電的：

a）開路電壓超過

-交流35V（峰值）或直流60V

-對(duì)于專業(yè)設(shè)備的音頻信號(hào)，120V有效值

-對(duì)非專業(yè)設(shè)備的音頻信號(hào)，71V有效值

并在下面的規(guī)定中強(qiáng)調(diào)了：“對(duì)要在熱帶氣候條件下使用的設(shè)備，上述a）項(xiàng)所給出的數(shù)值減半”。

所以最終在熱帶氣候條件下使用的音視頻產(chǎn)品插頭放電的限值應(yīng)為：

開路電壓不得超過

-交流17.5V（峰值）或直流30V

-對(duì)于專業(yè)設(shè)備的音頻信號(hào)，60V有效值

-對(duì)非專業(yè)設(shè)備的音頻信號(hào)，35.5V有效值

三、電容放電測(cè)試分析

（一）測(cè)試方法

根據(jù)國標(biāo)GB8898-2011 條款9.1.6 拔出電源插頭中描述：對(duì)預(yù)定要用電源插頭與電網(wǎng)電源連接的設(shè)備，其設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)確保在插頭從插座拔出后，當(dāng)接觸插頭的插腳或插銷時(shí)，不得因電容器儲(chǔ)存的電荷而產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。

一般使用的測(cè)試方法為：使用一個(gè)帶翹板開關(guān)的插座，連接電網(wǎng)電源，同時(shí)插座中引出2根導(dǎo)線連接示波器探頭，開關(guān)翹板開關(guān)并用示波器抓取通斷開關(guān)時(shí)的波形，截取一段在波峰斷開的波形，并注意通電足夠長的時(shí)間使電容充足最高的電平。在抓取過程中，如沒有抓取到在波峰斷開的波形，必須重新通斷電源來保證在波峰時(shí)斷開，以此保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，流程如圖1所示

在抓取到波峰斷開的波形之后，使用示波器的坐標(biāo)（X1，Y1和X2，Y2）來觀察2s后時(shí)間的殘余電壓。但此時(shí)應(yīng)注意，由于是交流供電，電流的方向一直在變化，所以通常截取到的波形會(huì)有上電平放電和下電平放電，通常只要是波峰通斷的波形，無論上電平放電還是下電平放電，一般都可作為測(cè)試的結(jié)果依據(jù)。如圖2所示：

（二）測(cè)試案例1

案例產(chǎn)品為給樂器使用的有源音箱，屬于II類設(shè)備，帶有不可拆卸的電源軟線連接電源。產(chǎn)品內(nèi)部使用內(nèi)置的開關(guān)電源進(jìn)行供電，電路圖如下。

其中CB報(bào)告中的章節(jié)9.1.6測(cè)試結(jié)果為38V（直流），如考慮國標(biāo)GB8898-2011中對(duì)熱帶氣候條件的要求，限值應(yīng)減半處理，即在2s后插頭的殘余電壓為30V（直流）以下。所以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須對(duì)此產(chǎn)品進(jìn)行重新測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為42V（直流），依然不符合國標(biāo)要求。經(jīng)廠商整改，修改電路中泄放電阻的規(guī)格后，插頭放電的測(cè)試結(jié)果25V，順利通過了熱帶氣候下的插頭放電測(cè)試要求。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果和對(duì)與熱帶氣候條件的分析，可以看出，只有當(dāng)產(chǎn)品規(guī)定為非熱帶氣候條件下使用的音視頻產(chǎn)品，CB檢測(cè)報(bào)告中的條款9.1.6才能直接予以認(rèn)可，否則必須重新進(jìn)行補(bǔ)充差異測(cè)試，才能通過CCC認(rèn)證的測(cè)試。

（三）測(cè)試案例2

案例產(chǎn)品為電視機(jī)，屬于II類設(shè)備，帶有不可拆卸的電源軟線連接電源，使用內(nèi)置的開關(guān)電源進(jìn)行供電，電源端電路圖如下：

此款產(chǎn)品在申請(qǐng)CCC認(rèn)證時(shí)，在說明書中宣稱可以在熱帶氣候條件下使用，根據(jù)條款9.1.6測(cè)試，在2s后插頭的殘余電壓為51V（直流）。不符合GB8898-2011標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于音視頻產(chǎn)品在熱帶氣候條件下不帶危險(xiǎn)電壓的要求（9.1.1 a），必須對(duì)此產(chǎn)品進(jìn)行整改，但是由于開關(guān)電源模塊廠商是外購而來，難以進(jìn)行產(chǎn)品整改，最終決定修改產(chǎn)品的使用氣候條件，在銘牌增加警告圖標(biāo)并在說明書中注明警告語句，此產(chǎn)品僅能使用在非熱帶氣候條件下。

根據(jù)此案例二可以得出，無論產(chǎn)品是通過CCC認(rèn)可CB報(bào)告的程序，還是直接在國內(nèi)申請(qǐng)CCC的認(rèn)證，都有可能忽視在熱帶氣候條件下對(duì)于插頭放電限值的要求，必須嚴(yán)格按照使用氣候條件來規(guī)范產(chǎn)品的使用環(huán)境。

（四） 測(cè)試案例3

案例產(chǎn)品為有源重低音音箱，屬于II類設(shè)備，帶有不可拆卸的電源軟線連接電源，使用內(nèi)置的開關(guān)電源進(jìn)行供電，電源端電路圖如下：

此款產(chǎn)品在申請(qǐng)CCC認(rèn)證時(shí)，使用CCC認(rèn)可CB報(bào)告的程序，CB報(bào)告中條款9.1.6測(cè)試，在2s后插頭的殘余電壓為8.6V（直流）。直接符合GB8898-2011標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于音視頻產(chǎn)品在熱帶氣候條件下不帶危險(xiǎn)電壓的要求（9.1.1 a），可以予以直接認(rèn)可此項(xiàng)測(cè)試的測(cè)試結(jié)果。

根據(jù)此案例三可以得出，即使在CB報(bào)告中，IEC標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)由于熱帶氣候條件的影響對(duì)于危險(xiǎn)電壓的定義不同，但是IEC標(biāo)準(zhǔn)IEC60065和國標(biāo)GB8898-2011中9.1.6的測(cè)試條件是一模一樣的。所以，如果CB報(bào)告中測(cè)試結(jié)果符合國標(biāo)熱帶氣候條件的危險(xiǎn)電壓限值要求（交流17.5V，直流30V），同樣可以予以直接認(rèn)可。

四、結(jié)論

綜上可以看出，不管是通過NCB出具的CB檢測(cè)報(bào)告申請(qǐng)CCC，還是直接在國內(nèi)申請(qǐng)CCC認(rèn)證的音視頻產(chǎn)品，在進(jìn)行CCC認(rèn)證時(shí)，需要注意產(chǎn)品宣稱的使用氣候條件。由于如果是在熱帶氣候條件下使用的產(chǎn)品，則在測(cè)試時(shí)要關(guān)注國標(biāo)差異所規(guī)定的危險(xiǎn)電壓限值。電容放電的電擊危險(xiǎn)尤其容易被忽視，應(yīng)引起認(rèn)證機(jī)構(gòu)的重視，嚴(yán)格把關(guān)，把人民生命安全放在首位，以體現(xiàn)CCC認(rèn)證和國家標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：

徐斌，籍貫：上海青浦，職稱和學(xué)歷：助理工程師 本科，研究方向或?qū)I(yè)：音視頻安規(guī)測(cè)試。