泛談IPC電源的應用場合與相應法規

本篇我們將以IPC電源常遇見的法規開始做說明。

 

IEC61000 系列：

這為最基本的法規需求，由國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）所制訂，不僅是IPC電源有要求，就連一般PC電源也均須符合，僅是要求的等級/項目/餘裕，可能稍有不同。IEC61000系列主要講訴為電磁兼容性(electromagnetic compatibility，縮寫為 EMC)，其由兩個大部件所組成，分別為電磁干擾（electromagnetic interference, EMI）和電磁耐受性（electromagnetic susceptibility, EMS)。

 

＊電磁干擾（EMI）是限制電源本身發出干擾其他部件的能量.

＊電磁耐受性（EMS）是確認電源本身能承受外在干擾的能力.

 

IEC61000 系列經常性的要求項目為:

• IEC 61000-3-2  諧波電流干擾(Limits for harmonic current emissions)
• IEC 61000-3-3  電壓變動與閃爍(voltage fluctuations and flicker)
• IEC 61000-4-2  靜電放電抗擾性(Electrostatic discharge immunity)
• IEC 61000-4-3  輻射耐受測試(Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity)
• IEC 61000-4-4 電性快速叢波(Electrical fast transient/burst immunity)
• IEC 61000-4-5 雷擊耐受測試(Surge immunity)
• IEC 61000-4-6 傳導耐受測試(Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields)
• IEC 61000-4-8 電源頻率磁場耐受(Power frequency magnetic field immunity)
• IEC 61000-4-11電壓瞬降耐受(Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity)

除了經常性的要求項目之外IEC61000 系列還有for 工業環境(or重工業)的要求所存在的驗證標準:

• IEC 61000-6-2工業環境耐受性(Immunity standard for industrial environments)
• IEC 61000-6-4 工業環境放射標準(Emission standard for industrial environments)

 

具體來說，IEC/EN 61000-6-2  / IEC 61000-6-4 適用於任何擬連接到由高壓或中壓變壓器提供的電力網絡的設備，這些變壓器專門用於供應裝置、進料製造或類似工廠，並打算在工業地點內或附近運行。它也適用於任何打算用於工業場所的電池操作設備。

FSP 工業環境適用電源: FSP500-70AGB  / FSP600-80PSA(SK) / FSP850-50FGPH3

除了IEC61000 系列之外, IPC電源還會遇到的使用環境及其相應要求法規如下：

• IEC 61850-3 變電站環境使用之乙太網路交換器(Communication networks and systems for power utility automation)

IEC 61850-3通信網絡和系統包括許多抗擾性標準的定義，其中除了也包括IEC61000 系列經常性的要求項目之外還要求：

• IEC61000-4-12（阻尼振盪瞬變）
• IEC61000-4-16（市電頻率電壓）
• IEC61000-4-17（直流電源上的波紋）
• IEC61000-4-29（電壓跌落–直流電源）
• 系統必須能夠在-40°C至+ 75°C的寬溫度範圍內運行
• 防震--設備必須滿足50G防震和5-500 Mhz防振要求，以確保從機架式安裝在設備機櫃中跌落後仍能繼續運行。

FSP 變電站環境使用之乙太網路交換器適用電源: FSP120-AHAN3

• IEC 60945海上導航和無線電通信設備及系統(Maritime navigation and radio communication equipment and systems)

又IEC 60945時常需搭配IACS標準驗證。

• IACS E10  國際船級社協會(International Association of Classification Societies)

 

因船舶環境特殊,導航及通信設備一般安裝於駕駛艙或甲板之上,對於較極端的高低溫,高濕 , 日照 , 震動, 鹽霧等要求, 均有特殊的定義  :

FSP 海上導航和無線電通信設備及系統適用電源: FSP150-K24-12

• EN 50155 鐵道應用電子設備(Electronic equipment used on rolling stock)
• EN 50121-3-2 鐵道應用設備電磁兼容性 (Electromagnetic compatibility rolling stock Apparatus)

在鐵道應用的電子設備,系統必須比標準的嵌入式計算機更可靠,並且能夠承受更多的應用,假定系統壽命需250,000小時,而不會出現故障,這意味著列車控制系統必須設計成能夠承受最惡劣的環境條件.為達此目標意味著更嚴苛的驗證標準:

• 系統必須能夠在-40°C至+ 85°C的寬溫度範圍內運行
• 震動--苛刻沖擊和振動的要求,該規範提出了單獨的標準（BS EN 61373)
• 輸入電壓範圍--常用的轉換器是10-40V，18-72V和40-160V
• 電磁兼容—須符合特有的鐵道應用設備電磁兼容性要求 (EN 50121-3-2)
• 性能與可靠性--必須制定非常特殊的質量流程滿足如此高的MTBF要求

參考資料源

FSP 鐵道應用電子設備適用電源: FSP150-H135-12A

 

個人電腦與工業電腦之安規需求差異

項目	一般(家用)PC電源	重工業IPC電源	變電站環境電源	船舶用IPC電源	鐵道環境用IPC電源
IEC 61000-3-2 諧波電流干擾 IEC 61000-3-3 電壓變動與閃爍 IEC 61000-4-2 靜電放電抗擾性 IEC 61000-4-3 輻射耐受測試 IEC 61000-4-4 電性快速叢波 IEC 61000-4-5 雷擊耐受測試 IEC 61000-4-6 傳導耐受測試 IEC 61000-4-8 電源頻率磁場耐受 IEC 61000-4-11 電壓瞬降耐受	v	v	v	v	v
IEC 61000-6-2 工業環境耐受性 IEC 61000-6-4 工業環境放射標準		v
IEC 61000-4-12 阻尼振盪瞬變 IEC 61000-4-16 市電頻率電壓 IEC 61000-4-17 直流電源上的波紋 IEC 61000-4-29 電壓跌落直流電源			v
IEC 61850-3 變電站環境使用之乙太網路交換器			v
IEC 60945   海上導航和無線電通信設備及系統  IACS E10  國際船級社協會				v
EN 50155 鐵道應用電子設備 EN 50121-3-2 鐵道應用設備電磁兼容性					v

 

小結:

以上的IPC應用場合及相應法規，僅占IPC適用範圍的一小部分，此篇是客戶詢問度上重複性較高的項目提出分享。