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压敏电阻器国内自愿认证标准换版解析
发表时间:2023-02-22 11:52:17


作者:
李越欢(工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室))
李格(中国质量认证中心)
[摘要
本文介绍了压敏电阻器国内自愿认证涉及的国内外标准,并对新旧版本标准的差异进行对比分析,以期帮助压敏电阻器生产企业及相关方深入了解新版标准的要求,顺利完成换版工作。
[关键词
压敏电阻器   自愿认证   标准换版   差异对比

压敏电阻器属于半导体陶瓷元件,该类元件的特点是在一定电压范围内,随着电流增大其电导值急速上升。作为瞬态过电压保护元件,压敏电阻器主要是通过抑制瞬态过电压的方式来保护各类电子电气设备不受浪涌电压的破坏。

一、标准换版背景

国内自2002年起开展了压敏电阻器的自愿认证工作,该类产品的认证依据标准是GB/T 10193-1997《电子设备用压敏电阻器第1部分:总规范》[1]GB/T 10194-1997《电子设备用压敏电阻器第2部分:分规范浪涌抑制型压敏电阻器》[2]

由于整机应用时对压敏电阻器提出明确要求,2012年压敏电阻器认证实施规则换版时依据标准中增加了GB 4943.1-2011《信息技术设备安全 1部分:通用要求》[3]GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》[4];压敏电阻器生产企业可以根据自身产品的实际情况自愿申请加测GB 4943.1-2011/GB 8898-2011的相关条款。

随着标准GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备第1部分:安全要求》[5]代替G B 4943.1-2011GB 8898-2011,压敏电阻器自愿认证随之开始了新一轮的证书换版工作。根据最新版实施规则的要求,压敏电阻器的认证依据标准变化如下:GB 4943.1-2022代替GB 4943.1-2011GB 8898-2011,同时增加IEC 61051-2:1991+AMD1:2009《电子设备用压敏电阻器 2部分:分规范 浪涌抑制型压敏电阻器》[6]

了解新旧版本标准之间的差异是换版工作顺利开展的关键。本文将基于压敏电阻器的测试要求,对国内自愿认证涉及的各项标准进行解析。

二、标准差异分析

1.元器件标准与整机标准的差异 

GB/T 10193-1997作为电子设备用压敏电阻器的总规范,规定了相关试验的试验方法和要求。而GB/T 10194-1997作为浪涌抑制型压敏电阻器的分规范,规定了试验顺序、试验的详细要求、每个试验的样品数量及合格判定准则。

GB 4943.1-20111.5.9条要求“如果电涌抑制器用在一次电路中,那么应当是VDR符合附录Q,注:有时VDR是指压敏电阻器和金属氧化物压敏电阻器”。附录Q要求压敏电阻器在满足GB/T 10194-1997的基础上,优先气候类别应达到10/85/21,即下限类别温度-10℃,上限类别温度+85℃,湿热持续时间21天,且最大连续交流电压至少应当是设备额定电压的1.2倍或设备额定电压范围上限电压的1.2倍。

同时,符合上述要求的压敏电阻器还应当进行组合脉冲试验,使用交替极性的6kV/3kA组合脉冲,电压波形为1.2/50μs,电流波形为8/20μs,冲击10次,每分钟2次。试验后,满足GB/T 10194-19971组别1的性能要求,且钳位电压的变化不得超过10%

GB 8898-201114.12条中规定,为了抑制电网电源中的过电压进入设备而使用的浪涌抑制型压敏电阻器应当符合GB/T 10194-1997标准要求,且优先气候类别应达到10/85/21,最大连续交流电压至少应当是设备额定电压的1.2倍。GB 8898-2011的组合脉冲试验与GB 4943.1-2011相比有些许区别,GB 4943.1-2011要求采用交替极性的组合脉冲,而GB 8898-2011中未有提及。因此,则遵循GB/T 10194-1997标准中表1组别1在一个方向冲击10次,每分钟2次。试验后,满足GB/T 10194-1997标准中表1组别1的性能要求,且压敏电压的变化不得大于10%

此外,GB 8898-2011还要求浪涌抑制型压敏电阻器的涂层应符合GB/T 11020-2005《固体非金属材料暴露在火焰源时的燃烧性试验方法清单》中的可燃性等级V-0或更优等级,按照GB/T 11020或附录GG.1.1来检验是否合格。而GB/T 10193-1997GB/T 10194-1997中的着火危险试验是遵循电子元器件详细规范的要求,详细规范SJ/T 10348-1993《电子元器件详细规范浪涌抑制型压敏电阻器 MYG2MYG3型过压保护用氧化锌压敏电阻器评定水平E[7]SJ/T 10349-1993《电子元器件详细规范浪涌抑制型压敏电阻器MYG3型过压保护用氧化锌压敏电阻器评定水平E[8]中是对压敏电阻器侧面施加针焰,火焰持续时间5s,余焰持续燃烧时间不超过30s

GB 8898-2011中的热应力试验是针对压敏电阻器随整机考核时的要求,而非对于元器件本身的要求,故本文对此不再赘述。

若压敏电阻器认证时在元器件标准的基础上加测GB 4943.1-2011GB 8898-2011,则需在满足GB/T 10194-1997要求的基础上,使气候类别和最大连续交流电压符合一定条件,再相应地补充GB 4943.1-2011GB 8898-2011中的组合脉冲试验以及GB 8898-2011中的着火危险试验。

2.新版标准与旧版标准的差异

GB 4943.1-2022标准中G.8.1中要求压敏电阻器应符合IEC 61051-2:1991+AMD1:2009IEC 61643-331:2017《低压电涌保护器元件 331 部分:金属氧化物压敏电阻(MOV)的性能要求和试验方法》,由于国内压敏电阻器认证未采用IEC 61643-331:2017,故本文对该标准不进行讨论。无论压敏电阻器是否具有防火防护外壳,都要满足以下要求:优先气候类别应达到10/85/21,这与旧版标准的要求是一致的。而最大连续交流电压至少应当是设备额定电压的1.25倍或设备额定电压范围的上限电压的1.25倍。以国内设备额定电压220VAC为例,压敏电阻器的最大连续交流电压至少应是275VAC220*1.25),该值同样也满足220VAC1.2倍,因此换版时不需要补测。

GB 4943.1-2022标准中表12是用于确定电网电源瞬态电压(峰值)。从GB 4943.1-2022标准中表12可以看出,对于过电压类别Ⅳ,除了交流电网电源电压600V时采用8kV/4kA的组合脉冲,其他电压均采用6kV/3kA的组合脉冲。对于其他电压,旧版GB 8898-20116kV/3kA组合脉冲频次高于GB4943.1-20226kV/3kA组合脉冲,因此换版时不需要补测。而对于过电压类别Ⅳ、交流电网电源电压600V的情况,换版时则需补测8kV/4kA的组合脉冲试验。作为替换的方法,在考虑标称电网电源和过电压类别的情况下,可以接受IEC 61051-2:1991+AMD1:2009的组合脉冲。

GB/T 10194-1997等同采用IEC 61051-2:1991IEC 61051-2:1991+AMD1:2009IEC 61051-2:1991的基础上进行了修订,差异主要是在表1组别1中增加了组合脉冲试验作为可选试验,即8/20μs脉冲电流和组合脉冲(电压波形为1.2/50μs,电流波形为8/20μs)试验是可选的,详细规范中应说明所进行的试验。IEC 61051-2:1991+AMD1:2009的组合脉冲为一方向冲击10次,每分钟1次。试验后,压敏电压与试验前相比变化不得大于10%。由于修订后的标准中增加的是可选而非必选试验,因此换版时不需要针对该项目进行补测。

GB 4943.1-2022标准中G.8.1要求浪涌抑制用压敏电阻器的本体材料应通过GB/T 5169.5-2020的针焰试验,火焰持续时间10s,余焰持续燃烧时间不超过5s。如果浪涌抑制用压敏电阻器的本体材料符合V-1级材料,则不需要进行针焰试验。旧版GB 8898-2011中要求的可燃性等级V-0级优于V-1级,因此本次换版时不需要补测。 GB 4943.1-2022标准中G.8.2着火安全防护是针对压敏电阻器随整机考核时的要求,而非对于元器件本身的要求,故本文对此不再赘述。

综上,在本次标准换版中,压敏电阻器的认证依据标准由GB/T 10193-1997GB/T 10194-1997GB 4943.1-2011GB 8898-2011更新为GB/T 10193-1997GB/T 10194-1997GB 4943.1-2022IEC 61051-2:1991+AMD1:2009。通过上述标准的对比可知,在换版时相关企业仅需针对用于接入交流电网电源电压600V、过电压类别Ⅳ的整机所用的压敏电阻器补充差异试验,其他情况均可直接进行证书换版。

三、结语

压敏电阻器作为电子产业中不可或缺的瞬态过电压保护元件,涉及的企业多、证书量大。本文对压敏电阻器国内自愿认证的依据标准进行深入对比分析,罗列了相关标准的测试要求,总结出新旧版本标准的内容差异和此次换版的重要关注点,以期帮助压敏电阻器各相关方进一步了解本次换版的具体要求,推动换版工作顺利进行。

[参考文献]
[1] 电子设备用压敏电阻器 1部分:总规范: GB/T 10193-1997[S].
[2] 电子设备用压敏电阻器 2部分:分规范 浪涌抑制型压敏电阻器:GB/T 10194-1997[S].
[3] 信息技术设备 安全 1部分:通用要求:GB 4943.1-2011[S].
[4]音频、视频及类似电子设备 安全要求:G B 8898-2011[S].
[5] 音视频、信息技术和通信技术设备 1部分:安全要求:GB 4943.1-2022[S].
[6]电子设备用压敏电阻器 2部分:分规范 浪涌抑制型压敏电阻器:IEC 61051-2:1991+AMD1:2009[S].
[7] 电子元器件详细规范 浪涌抑制型压敏电阻器 MYG2MYG3型过压保护用氧化锌压敏电阻器 评定水平E:SJ/T 10348-1993 [S].
[8] 电子元器件详细规范 浪涌抑制型压敏电阻器MYG3型过压保护用氧化锌压敏电阻器 评定水平E:SJ/T 10349-1993 [S].
来源:《质量与认证》2023.1
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