电池产品限功率(LPS)测试是UL2054等安规标准的关键认证项目,通过限制电池输出电流和功率,可使终端产品豁免防火外壳要求。本文详解LPS测试条件、判定标准及常见失败原因,帮助电池厂商优化保护装置设计,顺利通过认证。
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电池产品限功率(LPS)测试简介

2013-02-27 11:05:53 栏目:关注安全
核心导读
文章脉络/关键词: 电池LPS测试、UL2054认证、限功率电源、电池安规认证、PTC保护装置
内容摘要: 电池产品限功率(LPS)测试是UL2054等安规标准的关键认证项目,通过限制电池输出电流和功率,可使终端产品豁免防火外壳要求。本文详解LPS测试条件、判定标准及常见失败原因,帮助电池厂商优化保护装置设计,顺利通过认证。
AI 深度解读
限功率电源(LPS)认证源于IEC 60950-1对信息技术产品防火设计的豁免条款,当电池符合LPS要求且配合V-1等级以上PCB时,终端产品可采用HB燃烧等级外壳替代昂贵的防火外壳,这对消费电子轻量化设计具有重要经济价值。UL2054作为电池LPS测试的典型标准,适用于各类便携式一次/二次电池,测试需在20±5°C环境下对6块满电电池进行单一故障模拟,重点考核1分钟内最大输出电流与功率是否超标。实践中,厂商常因忽视两项细节导致失败:一是PTC等线路保护装置需满足5秒后电流低于8.0A,而其他保护装置则要求60秒后达标;二是熔断器需在210%额定电流下120秒内动作。建议电池设计阶段即选型匹配的保护器件,并提前进行预测试验证。摩尔实验室可提供全标准链的测试认证支持。


    在安规标准IEC 60950-1里有要求信息技术产品必须提供合适的防火外壳。但同时规定当一个信息技术产品的电源是由限功率电源(Limited Power Source)来供电时,若电子零件是安插在防火等级V-1以上的PCB时,则该产品可以不必提供防火外壳,也就是可以使用HB燃烧等级的外壳材质。所以,厂商都尽可能要求电源(包括电池)符合LPS要求。

    对电池产品而言,比较典型的带有限功率LPS测试项目的标准如:UL2054《家用及商用电池标准》,其适用于便携式的一次(不可充电)电池和二次(可充电)电池,这些电池可包含单节、多节、串联、并联或者串并联的多节电池组。在UL2054中有电池LPS的测试项目,标准中规定电池符合Limited Power Source试验的方可在电池标签上打上LPS标示。

    以下以UL2054标准为例对电池LPS 试验方法做简要介绍:
    1. 试验环境温度20±5°C。
    2. 6块电池充满电后单一故障相应保护器件(一般为MOSFET)。
    3. 3块电池用来测量1分钟内电池能够输出的最大电流,3块电池用来测量1分钟内电池能够输出的最大功率。
    4. 电流和功率的值不得超过如下表13.1或者13.2的要求。
    5. 表13.2适用于用fuse限制电池输出电流、功率的情况。
    6. 使用13.2时, fuse的rating不得超过5A,并且需要试验验证fuse能否在其210%的额定电流值下两分钟内熔断。
 
 

    在实际测试中,许多电池厂商在设计电池时没有加过流或过温保护装置或者没有考虑到以下两条特殊要求从而导致LPS测试失败。
 表13.1 d)规定针对使用线路或正温度系数保护装置(如PTC等),要求5秒后的最大输出电流必须小于8.0 A;针对其它保护装置,则要求60秒后最大输出电流必须小于8.0。
 表13.2中d)过流保护装置如FUSE 或 breaker 在210%额定电流时,要求120s 内动作。

    因此电池厂商在设计之初就应当考虑到标准中针对保护装置的特殊要求,从而选用适当规格的PTC或FUSE等保护装置,以免在测试中失败。

    摩尔实验室一直以来积累了各个标准的丰富测试认证经验, 若广大客户需要了解更多信息,或对各种标准有疑问和建议等,欢迎您联系摩尔实验室进行沟通确认。

    如需更多资料,请发信到以下地址:Service@morlab.cn或致电:0755-36698555。

常见问题
Q: 电池通过LPS测试后对产品外壳有什么实际好处?
A: 通过LPS测试的电池可使终端信息技术产品豁免IEC 60950-1要求的防火外壳,允许使用成本更低、重量更轻的HB燃烧等级外壳材质,显著降低产品设计和制造成本。
Q: UL2054标准中LPS测试需要准备多少块电池?
A: UL2054标准要求准备6块充满电的电池,其中3块用于测量1分钟内最大输出电流,另外3块用于测量1分钟内最大输出功率,同时需对单一故障保护器件(通常为MOSFET)进行测试。
Q: 为什么很多电池厂商会在LPS测试中失败?
A: 常见失败原因包括:未加装过流或过温保护装置,或保护装置选型不当。具体而言,PTC等线路保护装置需满足5秒后电流低于8.0A,其他保护装置需60秒后达标;若使用熔断器,则需在210%额定电流下120秒内熔断,这些细节常被忽视。
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