IEC60065-2014 拔除电源插头测试方法

        在一般开关电源电路中, L-N 之间通常会设计放置一个 X 电容，此电容的作用一般都是为了抑制电磁干扰。然而，从安全的角度出发，在电路工作时，该电容会储存电荷，而当电源插头从插座中拔出时，如果人体触摸到插头，该电容则会通过人体放电，有可能产生触电危险。因此，IEC60065-2014 标准中，第 9.1.6 章专门对电路的拔出电源插头放电情况进行了测试。
       标准对于该条款的描述如下：
       对预定采用电源插头与电网电源连接的设备，其设计应保证在插头从电源插座拔出后，当接触插头的插脚或插销时，不应因电容器贮存的电荷而产生触电危险。通过 9.1.1a) 项或 c)项规定的测量，或通过计算来检验是否合格。电源开关，如果有，置于“断”位，除非置于“通”位会产生更不利的情况。在拔出插头后 2s,插头上的插脚或插销不应变成危险带电。为了能找到最不利情况，此试验可重复 10 次。如果电源两极之间的标称电容量不超过 0.1μF, 则不必进行本试验。
       而 9.1.1a)项则描述了该条款的判据：
       开路电压不超过交流 35V（峰值）或直流 60V。
       在实际测试中，使用的测试电路如下图所示：
 
使用一个双刀双掷开关，在将样品从电网电源断开的同时，迅速连接到示波器的探头
上，从而测量电路中的放电情况。
电路中的放电回路，其电容和泄放电阻的组成通常如下图所示: 
 
一般情况下,X 电容≥0.1μF,如果 X 电容≤0.1μF，依据标准要求，不进行该条款的测量。而泄放电阻一般是由 2-4 个贴片电阻组成,阻值通常为 220kΩ,380kΩ,450kΩ等。在该电路中，LN 两端电压在断开电源插头后的放电情况可以由以下公式计算得出： 
 
其中t为时间，U(电网)为断开插头前为设备供电的电网电源的电压，ζ为时间常数，ζ=RC，其中R为泄放电阻，C为X电容。依据IEC60065-2014 要求，在拔出插头2s后，电容放电所剩余的电压应该不大于 35V（交流峰值）。 
应当注意到，在选择示波器探头进行测量时，有普通探头和高压探头两种。其中普通探头的放大倍数是 1x 和 10x,探头相应的输入阻抗为 1MΩ和 10MΩ，而高压探头的放大倍数为100x,阻抗为 100MΩ。由于示波器内部的输入阻抗的存在，在测量拔出电源插头的剩余电压时，会有一定的误差存在，下面就两种常见情况进行理论计算，从中可以看出示波器探头的选择对测量结果的影响。
 
样品一，电源适配器，输入电压 100-240VAC，X 电容值 C=0.22μF，泄放电阻 R=0.76MΩ。  样品的输入电压上浮 10%，为 264V，由公式，两秒时的剩余电压U（2）理论值为 0.002V，应判定为合格。
当选用 1x探头时，等效电阻为R=0.43 MΩ，可以得出此时的U（2）1x=2.8e-7V，判定为合格。
当选用 10x探头时，等效电阻为R=0.71MΩ，可以得出此时的U（2）10x=0.001V，判定为合格。
当选用 100x高压探头时，等效电阻为R=0.75MΩ，可以得出此时的U（2）10x=0.002V，判定为合格。
由上述数据可以看出，由于 1x 探头的输入电阻与泄放电阻相差不大，如果使用 1x 探头进行测量，会有很大的误差，这一点在测试时大家都注意到了，一般都会选用 10x 探头进行测量。那么，在使用 10x 探头这一点上，是否对于所有的样品都适用？
 
样品二，开关电源，输入电压 100-240VAC，X 电容值 C=0.68μF，泄放电阻 R=1.35MΩ。样品的输入电压上浮 10%，为 264V，由公式，两秒时的剩余电压
U（2）理论值为 42.26V，应判定为不合格。
当选用 1x探头时，等效电阻为R=0.57 MΩ，可以得出此时的U（2）1x=2.14V，判定为合格。
当选用 10x探头时，等效电阻为R=1.19MΩ，可以得出此时的U（2）10x=31.53V，判定为合格。
当选用 100x高压探头时，等效电阻为R=0.75 MΩ，可以得出此时的U（2）10x=41.03V，判定为不合格。
由上述数据可以看出，并不是所有的样品都可以使用 10x 进行该项目的测量，在对于时间常数ζ=RC 相对较大的样品进行测量时，如果按照惯性思维，使用 10x 探头，很可能会产生误判，由于引入的输入电阻并联的等效电阻会将整个放电回路的时间常数减小，从而将不合格产品错误的判定为合格产品，造成测试结果以及判定的严重偏差。这就要求我们在对拔除电源插头进行测量之前，首先应当从关键件清单中查找到相应的电容值以及电阻值，进行理论计算，在确定 10x 探头的使用对于测试结果影响较小的情况下，才能使用 10x 探头进行测量。如果在计算中发现该理论值处于临界状态或者泄放电阻阻值较大，则应当特别引起注意，换用 100x 的高压探头进行测量，尽量将外界引入的误差降低到最小，以保证测量结果的准确性和一致性。
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