设备内电容器的放电不合格分析

设备内电容器的放电不合格分析

罗力,赖嘉颖

广东产品质量监督检验研究院 510670 广州

【摘要】：电源适配器主要给信息技术设备、音视频设备提供电源，应用范围十分广泛，其产品质量也越来越受到消费者的关注。本文关于在日常测试过程中发现了插头放电的不合格现象，对存在的问题进行具体分析,并提出改进建议。

【关键字】：电源适配器；插头放电；含有电容器放电功能的IC（ICX）

Unqualified discharge analysis of capacitors in equipment

Abstract: Power adapters are mainly used to provide power for information technology equipment, as well as audio and video equipment. With the widely use of power adapter, the quality of product is increasingly concerned by consumers. In this paper, we would introduce the disqualification found in the daily test processes of plug discharged, analyze the existing problems in detail, and give suggestions for improvement.

Key words: power adapter; Plug discharge; IC that includes a capacitor discharge function (ICX)

1、引言

电源适配器、电视、功放机、电脑等都是人们日常中会经常使用到的家用电器，而使用完后拔掉电源插头也是日常所需。在拔掉插头后，消费者有可能会触碰到插头，而电器内与插头连接的电容器会因未完成放电造成电击危险。

为消除该隐患，许多商家在初级的X电容上并联泄放电阻器。

2、标准要求

在我国，标准GB4343.1-2011中，第2.1.1.7条款要求，设备在设计上应当保证在电网电源外部断接处，尽量减小因接在设备内的电容器贮存有电荷而产生的电击危险，而常用家用电器大多为A型可插式设备，对于A型可插式设备，标准要求在断开与电网电源连接1s后，电压要衰减到初始电压的37%。

在标准GB8898-2011中，第9.1.6条款要求，对预定要用电源插头与电网电源连接的设备，其设计应当确保在插头从电源插座拔出后，当接触插头的插脚或插销时，不得因电容器贮存的电荷而产生电击危险。在拔出插头后2s，插头的插脚不得危险带电。

3、常见不合格分析

造成插头放电的不合格主要表现在，电源外部断接处电容器的放电时间常数超过标准所规定的时间，其不合格产品可能导致触电危险。主要原因是企业不了解国家标准的要求，在初级增加滤波电容后未考虑电容器的电能贮存，没加泄放电阻或者泄放电阻设置在开关之后（如图1），而导致拔出电源插头后，插头两极间仍带危险电压。

图1 开关在X电容之后

4、含有电容器放电功能的IC（ICX）

随着信息技术的迅猛发展，放电IC在消费类电子产品中应用越发广泛，其用途是与泄放电阻串联充当泄放电路，在防止插头拔出后产生的电击危险的同时，降低产品工作时因泄放电阻产生的损耗。

这种放电IC原理就像一个逻辑开关或者低通滤波器，它允许直流通过，阻隔交流。当产品在交流供电上工作时，其开关是断开的，功耗接近于0，此时仅为该器件本身所消耗的功率，远远低于泄放电阻直接跨接于X电容两端所消耗的功率。当断开交流电源后，放电IC将与串联泄放电阻相连，可对X电容进行放电。如图2所示。

图2 泄放IC电路原理图

在国标GB4943.1-2011、GB8898-2011及IEC标准IEC60950-1和IEC60065中，都未提及放电IC的要求，但在IEC62368-1及新版国标GB4943.1-2022中的附录G.16已有规定：含有电容器放电功能的IC(ICX)。

根据PDSH1080A号CTL决议：因为IEC 60065和IEC 60950-1中没有对ICX的要求，所以ICX的使用，就如IEC 60950-1中1.3.4条款所描述的一样，是一种未明确指出的结构。而IEC 62368-1中的G.16是IEC TC108当前的思路，可以作为“不低于本标准安全原则的一种安全等级”的示范，因此用G.16去评估IEC 60065和IEC 60950-1中的这种结构也是合适的。

CTL决议（DSH753）中要求为了更好的保证结果的一致性和重复性，应使用电子式的电压感应装置控制在电压峰值时切断电源。

但是实际测量中，却出现了在非电压峰值时切断电源电容的放电速度比在电压峰值时切断电源的放电速度慢，而导致存在电击危险的情况。

有一些放电电路，通过检测峰值电压，然后进行放电，其他电压放电速度会变慢，例如放电IC用一个稳压管替代，也会出现这种现象，如图3-图6所示。

图3 峰值附近断开插头（初始电压371V，1秒后0V）

图4 接近峰值断开插头（初始电压341V，1秒后0V）

图5 小于峰值断开插头（初始电压330.4V，1秒后262.8V）

图6 低电压断开插头（初始电压138.9V，1秒后105.1V）

5、结语

本文针对适用于GB8898-2011、GB4943.1-2011及GB4943.1-2022的电源适配器插头放电，对存在的问题进行分析与说明，并提出相关建议。随着科技进步与市场需求，电源适配器的功率越来越大、而体积却越来越小，泄放电路中也使用放电IC作为元件使用，为确保插头放电符合要求，电路中所使用的放电IC也应符合相应的要求。

参考文献

[1] GB4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1部分：通用要求》.

[2] GB8898-2011《音频、视频及类似电子设备  安全要求》.

[3] GB4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分：安全要求》

[4] IEC 60950-1:2013 “Information technology equipment - Safety - Part 1: General requirements”

[5] IEC 60065:2014 “Audio, video and similar electronic apparatus - Safety requirements”

[6] IEC 62368-1:2018 “Audio/video, information and communication technology equipment - Part 1: Safety requirements”

作者联系方式：

姓名：罗力

电话：13560381775

邮箱：760347294@qq.com

单位：广东产品质量监督检验研究院

地址：广东省广州市黄埔区科学城科学大道10号

作者简介，罗力，男，工程师，硕士，研究方向为信息技术设备、音视频、教学仪器设备、汽车电子、安防等产品的质量安全和性能检测。

姓名：赖嘉颖

电话：15602404100

邮箱：475986817@qq.com

单位：广东产品质量监督检验研究院

地址：广东省广州市黄埔区科学城科学大道10号

作者简介，赖嘉颖，男，学士，研究方向为电子电器产品检测。