信息技術設備的受限制電源

前言

　　作為符合安全標準IEC60950-1(2001版或2005版)的信息技術設備，在其內部和外側，應通過采用適當的材料和元器件以及適當的結構來減小引燃危險和火焰蔓延，比如設計能夠限制元器件溫度或限制功率輸出的電路來減小引燃危險;采用阻燃材料或足夠的空間減小火焰蔓延，必要時使用防火防護外殼。標準中認為受限制電源內的元器件、由限制電源供電但未安裝在V-1級材料上的二次電路上的元器件、由非受限制電源供電的二次電路上的元器件等部件具有著火危險，需要防火防護外殼;而由受限制電源供電的二次電路中的連接器和上的安裝在V-1級材料上的元器件等，部件則不需要防火防護外殼。另外對于可以連接附加設備或附件(如掃描儀、鼠標、鍵盤、DVD驅動器等)的設備，在無法事先確認這些外設的外殼是否符合防火要求的情況下，依據標準IEC60950-1(2005版)，連接這些外設的數據接口應當由受限制電源供電。在標準IEC60950-1 (2001版)中受限制電源分為內在受限制和非內在受限制兩類，而在標準IEC60950-1(2005版)中則明確分為無過流保護裝置和有過流保護裝置兩類。對于由交流電網供電或由可充電電池供電但同時由交流電網充電的受限制電源，應該用隔離變壓器同交流電網隔離。

　　內在受限制電源(無過流保護裝置)

　　如果一個受限制電源在沒有輸出過流保護裝置的情況下，采用以下三種任一方案限制輸出電流和功率，并且滿足表1的要求，那么可以判定為內在受限制電源：

　　(1)內在地限制輸出并符合表1的要求;

　　(2)使用一個線性的或非線性的阻抗(如果使用正溫度系數裝置，則該裝置應當符合IEC 60730-1的相關要求)限制輸出并符合表1的要求;

　　(3)使用一個調節網絡，在調節網絡的正常工作條件下和單一故障條件下(開路或短路)都限制輸出并符合表1的要求。

　　非內在受限制電源(有過流保護裝置)

　　如果一個受限制電源使用過流保護裝置(應當是一個熔斷器或是一個不能調節的非自動復位的機電裝置)限制輸出電流和功率并符合表2的要求，那么可以判定為非內在受限制電源。過流保護裝置的電流額定值是按照其在120S內所切斷的2.1倍額定值電流來設定的。在標準IEC60950-1 (2001版)中還有這么一個方案，受限制電源可以使用一個調節網絡，在其正常工作條件下限制輸出符合表1的要求，而在單一故障條件下(開路或短路)，則由一個過流保護裝置限制輸出并符合表2的要求。這個方案在標準IEC60950-1 (2005版)中已取消了。

受限制電源的測試與判定

　　從表1和表2可以看出，我們判定受限制電源需要測試3個參數：輸出電壓(Uoc)、輸出電流(Isc)和視在功率(S)。首先我們要確定受限制電源的輸入電壓，根據電源標稱的額定電壓或范圍并考慮電壓容差后來取值，建議選擇在各額定電壓及容差上下限和一些典型電壓狀態下測量，不過在一般情況下，取容差上下限是大家都比較認可的方法，比如一個交流額定輸入為100V~240V的開關電源，那么按照標準IEC60950-1的容差要求，分別在90V和254.4V交流輸入的狀態下測量，如果考慮中國差異，則取90V和264V。輸出電壓(Uoc)是在正常工作條件下，斷開電源所有負載電路后測得的正弦交流輸出或無紋波直流輸出電壓有效值。對于輸出交流電壓為非正弦波或輸出直流電壓的紋波大于10%的電源，其峰值電壓不能超過42.4V。輸出電流(Isc)是把電源的過流保護裝置旁路(如果有)后，接上可調的非容性負載，以獲得最大輸出電流有效值，在調整負載測量輸出電流的同時要記錄不同輸出電流所對應的輸出電壓，以期得到最大的輸出視在功率(S)，因為輸出電流最大的狀態并不一定對應于輸出視在功率最大的狀態。需要說明的是，在沒有過流保護裝置時，如果電源是通過電子電路或正溫度系數裝置來限制輸出的話，輸出電流(Isc)和輸出視在功率(S)要在施加負載5s后測量，其他情況則要在60s后測量。如果設備還可由可充電電池供電，那么必須將電池充滿后進行測試。不論是工頻線性電源還是高頻開關電源，由于隔離變壓器自身尺寸和阻抗的限制以及電路中過流保護裝置或PPTC(高分子正溫度系數熱敏電阻)的運用，大多數中小功率電源都能滿足標準IEC60950-1(2005版)的受限制電源要求，但如果依據標準IEC60950-1(2001版)則有可能出現不同的判定結果，比如一個沒有過流保護裝置的電源適配器，額定輸出為5V/6A，實測輸出電壓(Uoc)為5.1V，輸出電流(Isc)為6.5A，視在功率(S)為31.2VA(大于25.5VA，但小于100VA)，從表1可以看出這個電源適配器就屬于這種情況?，F在制造商為了降低市場準入成本，往往以一個系列規格的適配器申請認證，輸出電壓和電流跨度很大，這時特別要注意各個電壓范圍內受限制電源的測試和判定。

　　結語

　　受限制電源并不是通過安全認證的必要條件，但它同被供電設備的防火防護要求卻有著緊密的聯系，采用受限制電源可以在一定程度上降低生產成本和防火要求，因此我們在實際選擇和應用時要予以測試。萬一出現測試結果處于判定臨界狀態時，雖然可以用評估不確定度的方法作出判定，但是在無法保證所有的產品的一致性的前提下，而終端產品制造商出于特殊需要又必須選配這樣電源的話，從安全和可靠性出發，還是把其作為非受限制電源來對待。特別是Ⅲ類設備，如果可配用多種電源適配器或可充電電池，更需要確認它們是否都滿足受限制電源的要求，作為用戶也不能擅自更換使用不是制造商提供或聲明范圍內的適配器和電池，以免帶來安全隱患!對于用CB測試報告獲取CCC證書的受限制電源適配器，測試工程師也要進行確認試驗，如果測試報告所依據的標準是IEC60950-1 (2005版)，而目前CCC認證所依據的標準是GB4943-2001(等效于IEC60950：1999)，標準的差異可能出現判定結果的不同，在測試結果為非受限制電源的情況下，筆者建議制造商把銘牌上受限制電源的簡稱“LPS”(如果有)標識去除，避免產生誤導。