手持機鋰電池充電器的安全要求和試驗方法
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
市場中有的產(chǎn)品稱為充電器，但實際上是適配器，我們有必要區(qū)分這兩種功能。適配器主要是把交流市電轉換成直流電，根據(jù)電池的規(guī)格提供相應的電壓電流，一般采用恒壓恒流方式，能夠隔離主電壓和危險電壓，對市電波動有一定耐受力，需要時可安全關斷。而充電器的主要功能是把充電電流限制在一個安全水平上，主要采用恒流方式，能檢測充電的完成，根據(jù)某種算法終止充電以延長電池壽命，若發(fā)現(xiàn)電池異?？山K止充電。這兩種功能可分別實現(xiàn)，也可組合在一個物理實體中。GSM手機通常包含充電功能，與手機配套的只需適配器，而CDMA手機往往不包含充電功能，這樣減少了手機設計的復雜性和工作狀態(tài)時產(chǎn)生的熱量。理解這些概念有助于更有針對性地使用該標準。
2.1交流輸入電壓
充電器的額定輸入電壓為交流220 V，頻率為50 Hz，為了保證安全性，充電器應能承受市電一定范圍內的波動，標準中要求的電壓波動范圍是其額定值的85 %～110 %，頻率的波動范圍是±2 Hz。
2.2 電源線組件
(1)電源線組件應符合GB2099的要求;
(2)電源線組件的額定值應大于充電器電源要求的額定值;
(3)電源軟線的導線截面積應不小于0.75mm2;
(4)電源線組件中的電源軟線應符合下列要求：
*如果電源軟線是橡皮絕緣，則應是合成橡膠，應符合GB5013對通用橡膠護套軟電纜的要求;
*如果電源軟線是聚氯乙烯絕緣的，應符合GB5023對輕型聚氯乙烯護套軟線的要求。
2.3 隔離變壓器
安全隔離變壓器在構造上應保證在出現(xiàn)單一絕緣故障和由此引起的其他故障時，不會使安全特低電壓繞組上出現(xiàn)危險電壓。隔離變壓器應按照GB4943中附錄C的有關規(guī)定進行試驗。
2.4 說明和標牌的要求
2.4.1 一般要求
廠家應向用戶提供足夠的資料，以確保用戶在按廠家的規(guī)定使用時，不會引起本標準范圍內的危險。應使用標準簡體中文書寫。標記應是耐久和醒目的，能承受標記耐久性試驗。首先用一塊蘸有水的棉布擦拭15s，然后再用一塊蘸有汽油的棉布擦拭15s，標牌應清晰，不應輕易被揭掉，不應出現(xiàn)卷邊。
2.4.2 說明書
廠家應提供必要的使用說明書，對充電器在操作、維修、運輸或儲存時有可能引起危險的情況提醒用戶特別注意。
2.5 結構設計要求
2.5.1 穩(wěn)定性
直接插在墻壁插座上、靠插腳來承載其重量的充電器，不應使墻壁插座承受過大的應力。可通過插座應力試驗檢驗其是否合格。充電器應按正常使用情況，插入到一個已固定好的沒有接地接觸件的插座上，該插座可以圍繞位于插座嚙合面后面8mm的距離處，與管件接觸件中心線相交的水平軸線轉動。為保持嚙合面垂直而必須加到插座上的附加力矩不應超過0.25Nm。
2.5.2 結構細節(jié)
電池極性接反以及強制充電或放電可能導致危險，所以在設計上應有防止極性接反以及防止強制充放電的措施。將起保護作用的任何元件一次一個地短路或開路，并強迫充放電各2小時，充電器應不起火、不爆炸。
2.5.3 防觸及性(電擊及能量危險)
充電器正常使用時應具有防觸及性，防止電擊及能量危險。
如果特低電壓電路的外部配線的絕緣是操作人員可觸及的，則該配線應：
*不會受到損壞或承受應力;
*不需要操作人員接觸。
2.5.4 連接布線
(1)對使用不可拆卸的電源軟線的充電器應裝有緊固裝置：
*導線在連接點不承受應力;
*導線的外套不受磨損;
*電源軟線應能承受拉力試驗，電源軟線應承受30N的穩(wěn)定拉力25次，拉力沿最不利的方向施加，每次施加時間為1s，電源軟線應不被拉斷;
*電源軟線緊固裝置應由絕緣材料制成，或由具有符合附加絕緣要求的絕緣材料的襯套制成。
2) 電源軟線入口開孔處應裝有軟線入口護套，或者軟線入口或襯套應具有光滑圓形的喇叭口，喇叭口的曲率半徑至少等于所連接最大截面積的軟線外徑的1.5倍。
軟線入口護套應：
*設計成防止軟線在進入充電器入口處過分彎曲;
*用絕緣材料制成;
*采用可靠的方法固定;
*伸出充電器外超過入口開孔的距離至少為該軟線外徑的5倍，或者對扁平軟線，至少為該軟線截面長邊尺寸的5倍。
2.6 外殼表面
當用戶碰觸到電池外殼時，其溫度不應造成用戶的突然反應使他受傷，人對溫度的反應不僅是度數(shù)的高低，還取決于外殼材料的傳導特性和熱容量，60℃的金屬外殼比70℃的塑料外殼感覺要燙，UL和IEC的相關標準中對非金屬外殼溫升的規(guī)定不超過50℃，而手機電池的外殼絕大部分是非金屬材料，因此本標準借鑒了該規(guī)定，要求如下：充電器額定工作2小時后，測量其外殼表面溫度變化小于1℃/h即認為溫度穩(wěn)定，此時測量其外殼表面溫升應小于50℃。
2.7 輸出短路保護
充電器應有短路的自動保護功能。將充電器輸出短路，充電器應能自動保護，故障排除后應能自動恢復工作。
2.8 絕緣電阻
在常溫條件下，用絕緣電阻測試儀直流500 V電壓，對充電器主回路的一次電路對外殼、二次電路對外殼及一次電路對二次電路進行測試，充電器的絕緣電阻應不低于2 MΩ。
2.9 絕緣強度
用耐壓測試儀對充電器進行絕緣強度試驗，且充電器必須是在進行完絕緣電阻試驗并符合要求后才能進行絕緣強度的試驗。
一次電路對外殼、一次電路對二次電路應能承受50 Hz、有效值為1500 V的交流電壓(漏電流≤10 mA)，二次電路對外殼應能承受50 Hz、有效值為500 V的交流電壓(漏電流≤10 mA)，應無擊穿與無飛弧現(xiàn)象。試驗電壓應從小于一半規(guī)定電壓值處逐步升高，達到規(guī)定電壓值時持續(xù)1 min。
2.10 異常工作及故障條件下的要求
充電器的設計應能盡可能限制因機械、電氣過載或故障、異常工作或使用不當而造成起火或電擊危險。變壓器過載試驗按照GB4943中附錄C1的要求進行?？赡M下列故障條件：
*一次電路中任何元器件的失效;
*二次電路中任何元器件的失效。
2.11 材料的可燃性要求
充電器外殼和印制板及元器件所用的材料應能使引燃危險和火焰蔓延減小到最低限度，為V-2級或更優(yōu)等級。在進行耐熱及防火試驗時，V-0級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過5s，在燃燒時所釋放的灼熱微粒或燃燒滴落物不會使脫脂棉引燃。V-1級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過25s，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝抟肌-2級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過25s，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮飼姑撝抟?。進行本試驗時可能會冒出有毒的煙霧，在適用的情況下，試驗可以在通風柜中進行，或者在通風良好的房間內進行，但是不能出現(xiàn)可能使試驗結果無效的氣流。
試驗火焰應利用本生燈獲得，本生燈燈管內徑為9.5mm±0.5mm，燈管長度從空氣主進口處向上約為100mm。本生燈要使用熱值約為37MJ/m3的燃氣。應調節(jié)本生燈的火焰，使本生燈處于垂直位置，同時空氣進氣口關閉時，火焰的總高度約為20mm?；鹧骓敹藨c樣品接觸，燒30s，然后移動火焰停燒60s，再在同一部位燒30s。
在試驗期間，當試驗火焰第二次撤離后，樣品延續(xù)燃燒不應超過1min，且樣品不應完全燒盡。
2.12 自由跌落試驗
充電器從1m高度處自由跌落到硬木表面3次，其表面應無裂痕等損壞。
2.13 濕熱試驗
試驗方法按GB/T 2423.9 – 2001 中“試驗 Cb” 的要求進行。產(chǎn)品無包裝，試驗嚴酷等級為：溫度 40 ℃±2 ℃，相對濕度(93±3)%RH，試驗持續(xù)時間為2 d。試驗后應符合4.7.2的要求。
小結
本標準在制訂過程中借鑒了國際相關標準，如IEC62133、IEC61960、UL1642、UL2045等，參考了GB 4943 – 2001《信息技術設備的安全》等標準，力求標準條款適合我國國情，試驗方法具有可操作性。本標準在編制過程中遵循了《ISO技術工作導則》中的可證實原則:即規(guī)定的技術要求能用試驗方法加以論證,若暫時沒有科學的方法進行試驗或檢驗,以及不能穩(wěn)定可靠地得出確切檢驗結果時,就不將這樣的條款列進標準。
部分安全試驗分別針對鋰電池和鋰電池
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