Понимание стандартов безопасности для интеллектуальных устройств

С какими стандартами питания IEC следует ознакомиться при разработке интеллектуальных устройств? В этой статье приводится анализ классификации умных бытовых устройств и требований к питанию для их конструкции.

Без сомнения, рынок интеллектуальных устройств продолжает быстро расти, как и сектор интеллектуальных устройств. По данным Statista, в этом году ожидается, что выручка в сегменте интеллектуальных устройств достигнет 38,4 млрд долларов США, при этом к 2025 году ожидается, что 262 млн домашних хозяйств будут использовать интеллектуальные устройства. Кроме того, количество доступных интеллектуальных устройств расширилось, включая микроволновые печи, холодильники, термостаты. , духовки, фритюрницы, льдогенераторы и скороварки.

Рисунок 1. (Слева) Умный холодильник с дисплеем высокого разрешения. (Справа) Умная стиральная машина и сушилка с подключением Wi-Fi.

Использование интеллектуальных устройств и IoT (Интернет вещей) также растет по всему дому, от умных дверных звонков для входной двери до еще более совершенных интеллектуальных термостатов, которые могут оптимизировать потребление энергии, и умных холодильников, которые могут предупреждать вас, когда определенные предметы заканчивается.

Умные бытовые приборы должны соответствовать иному набору стандартов, чем другие умные устройства, и соблюдение этих стандартов должно начинаться на этапе проектирования. В частности, для успеха на растущем рынке умных бытовых приборов решающее значение имеет соблюдение надлежащих стандартов в области электропитания.

Определение и соблюдение соответствующего стандарта как можно раньше на этапе проектирования может упростить принятие решений и сократить время вывода продукта на рынок.

Умная бытовая техника

Бытовая техника не так проста, как раньше, и она быстро использует возможности и интеллектуальные системы IoT (Интернет вещей). Устройства могут иметь графические дисплеи и возможность беспроводного подключения, что делает их очень похожими на приложения ITE (оборудование информационных технологий), но они действительно отличаются от интеллектуальных устройств, классифицируемых как ITE, ICT (информационные и коммуникационные технологии) и AV (аудио-видео).

Основные различия заключаются в том, как они используются, кто пользователи, где они используются и как пользователи могут с ними взаимодействовать. Например, интеллектуальные телевизоры, классифицируемые как интеллектуальные устройства, которые можно найти в гостиных и спальнях людей по всему миру, значительно упростили использование преимуществ живых и потоковых развлечений. Однако, в отличие от телевизоров прошлого, интеллектуальные телевизоры сильно зависят от соединений для передачи данных.

С другой стороны, умные холодильники находятся на кухне, где они могут принимать решения на основе искусственного интеллекта и связываться с другими устройствами и приложениями для выполнения задач, которые включают отправку предупреждений пользователям о том, что определенные продукты заканчиваются, или выполнение заказов от имени пользователей. .

Умная бытовая техника может быть запрограммирована пользователем и обеспечивать автоматизацию на определенном уровне (например, включить кофеварку в 6 утра или установить термостат на более высокую температуру, когда все ушли из дома), но также принимать решения самостоятельно с помощью искусственного интеллекта (например, отрегулируйте настройки термостата, чтобы минимизировать потребление энергии). Этот тип использования может включать больше возможностей взаимодействия, чем традиционные интеллектуальные устройства, и включает в себя несколько интерфейсов (то есть взаимодействие с пользователями, взаимодействие с другими устройствами, связь с приложениями). И ключ к определению правильного подхода к проектированию и питанию таких устройств лежит в стандарте IEC 60335-1.

Стандарты безопасности для бытовой техники

Стандарт безопасности для бытовой техники (включая умную бытовую технику) - IEC 60335-1, который в некоторой степени аналогичен IEC 60950 и IEC 62368-1. Однако для учета умных бытовых приборов стандарт IEC 60335-1 признает, что современные бытовые приборы могут быть подключены к Интернету и, скорее всего, будут иметь электронное, а не ручное управление.

В новых стандартах, включая IEC 62368-1, основное внимание уделяется технике безопасности на основе опасностей (HBSE). Это означает, что выявляются потенциально опасные источники энергии и механизмы, которые могут допустить передачу энергии, и принимаются меры для их предотвращения. И не только введены меры безопасности, но и должна быть оценена их эффективность.

Гармонизация стандартов

Согласовать стандарты для бытовой техники, включая умные модели, довольно сложно. В Северной Америке IEC 60335-1 был использован в качестве основы для трехнационального стандарта между Мексикой (NMX-J-531/1-ANCE), США (UL 60335-1) и Канадой (CAN / CSA-C22.2 № 60335-1). Однако обратите внимание, что Соединенные Штаты не признают все стандарты UL 60335, часть 2, часть 2, относящиеся к конкретным продуктам. В отличие от США, европейский стандарт EN 60335-1 признает большинство стандартов части 2.

Сравнение стандартов питания МЭК:МЭК 60950, МЭК 62368 и МЭК 60335

Между МЭК 60950, МЭК 60335 и МЭК 62368 есть некоторые различия в контексте источников питания, и часто бывает так, что лучший способ познакомиться с новым стандартом - это сравнить его с существующим. В большинстве случаев IEC 60335 является более строгим, чем IEC 63268 и его повсеместный предшественник, IEC 60950. Ниже приводится сравнение IEC 60335 с известным эталонным стандартом 60950 для оборудования информационных технологий, все в контексте источников питания и внешних адаптеров.

Текущие требования к утечке

Учитывайте утечку тока:стандарт IEC 60335 ограничивает ток утечки 0,75 мА для портативных приборов и 3,5 мА для стационарных приборов.

Однако IEC 60950 имеет три разные категории (переносные, передвижные и стационарные), и ток утечки для всех трех из них (включая переносные) такой же, как и в IEC 60335 для стационарных приборов:3,5 мА.

Требования к утечке

Требования утечки для рабочего напряжения от 250 до 300 В переменного тока с усиленной изоляцией следующие:IEC 60950 требует 6,4 мм, а IEC 60335 - 8,0 мм. Принимая во внимание, что путь утечки, как показано на рисунке 2, относится к кратчайшему пути вдоль поверхности изоляции между двумя проводящими частями, IEC 60335 является более строгим.

Рисунок 2. (Вверху) Пример безопасного расстояния. (Внизу) Пример длины пути утечки.

Однако для зазора (который представляет собой расстояние между двумя токопроводящими частями по воздуху) при одинаковых рабочих условиях IEC 60950 требует 4,0 мм, а IEC 60335 - всего 3,5 мм.

Требования к напряжению изоляции

Другой пример различий заключается в напряжении изоляции, которое относится к максимальному напряжению, приложенному в течение короткого периода времени между входом и выходом источника питания или шасси.

IEC 60950 определяет фиксированное значение изоляции входа-выхода 3 кВ и максимальное рабочее напряжение выход-земля 500 В. IEC 60335, с другой стороны, определяет только требования к напряжению изоляции входа-выхода. 2,4 кВ + (рабочее напряжение x 2,4) без максимального рабочего напряжения между выходом и землей.

Соответствие стандартам IEC 60335-1 с блоками питания CUI

Выбор правильного источника питания, который соответствует правильному набору стандартов, жизненно важен для успеха на растущем (и очень конкурентном) рынке интеллектуальных устройств. Однако переход по стандарту IEC 60335-1, чтобы убедиться, что источник питания или адаптер полностью соответствует требованиям, может оказаться сложной задачей.

Источники питания CUI разработаны в соответствии со строгими стандартами IEC 60335-1. Первым из них является серия PBO-3C / 5C / 10C (3-10 Вт), показанная на рисунке 3, которые представляют собой источники питания переменного и постоянного тока с открытой рамой для монтажа на плате в сверхкомпактном SIP-корпусе. Они не только подходят для приложений с ограниченным пространством, но также являются экономичным решением для приложений с низким энергопотреблением.

Рисунок 3. (Слева) PBO-3C, (Посередине) PBO-5C, (Справа) PBO-10C.

Следующая линейка продуктов - это серия PSK-3D / 5D / 10D / 15D / 20D / 25D (3-25 Вт), состоящая из инкапсулированных источников питания переменного и постоянного тока для монтажа на плате с компактной конструкцией, диапазоном входного напряжения от 85 до 305 В переменного тока и широкий диапазон рабочих температур.

Наконец, блоки питания серии VOF-100C / 120C / 180C / 200C / 225C / 350C (100–350 Вт) также являются источниками питания переменного и постоянного тока открытого монтажа. Они предназначены для снижения энергопотребления в режиме ожидания и общего энергопотребления и сертифицированы по IEC 62368, 60335 и 61558.

На веб-сайте CUI представлены различные инструменты и ресурсы, необходимые для поиска источников питания, соответствующих стандарту IEC 60335-1. Он также предлагает такие материалы, как заметки по применению, видео и многое другое.

Отраслевые статьи - это форма контента, позволяющая отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционного контента. Все отраслевые статьи подлежат строгим редакционным правилам с целью предлагать читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.