一亿元罚单背后,更重要的是电子产品的安全设计

 

2016年3月底,一条新闻在各大门户网站以及朋友圈被纷纷转载刷屏:格力电器集团同意支付由美国消费品安全委员会...



2016年3月底,一条新闻在各大门户网站以及朋友圈被纷纷转载刷屏:格力电器集团同意支付由美国消费品安全委员会(CPSC)开出的1545万美元(约合人民币一亿元)罚单,原因是其通过美国代理商销售的除湿器存在可能引发机器过热甚至自燃的隐患并发生多起起火事故。

如果你的目光是被这一亿元罚单吸引,觉得惊叹、罚单过重,那么以下事故也许能给大家以启示:

2015年4月,河南12岁少年充电时玩手机,手机爆炸,脸被炸穿

2015年3月4日,石家庄23岁女孩小赵,在屋内使用充电的手机和男友聊天被炸身亡

2015年1月28日,30岁男子充电时玩手机,肩部关节被炸成粉碎性骨折

……

手机充电器导致的事故也许大家已经了解过多,认为仅仅只有手机充电器不安全。那么,我们再来看看大家日常所使用的电器导致的意外:
2012年9月,郑州市张姓5岁女孩,拿水杯在饮水机处接水时接触水流被电击倒并出现痉挛抽搐,事后确认为饮水机漏电

2011年8月3日,聊城市一女士在洗衣机洗完衣服后,往洗衣机里拿衣服时触电身亡

2011年7月,广东梅州市一名5岁女童在打开电冰箱拿巧克力时,不幸触电身亡

……

这些鲜活的生命,都是在使用日常电器时,由于产品出现了漏电、爆炸等现象,导致了不可逆转的人身安全伤亡。

看到这里,你还觉得格力集团的一亿元罚单过重吗?与人的生命比起来,它甚至已经有点过轻,毕竟,再多的金钱也换不来生命的重来!

然而,我们也很惋惜,格力集团赔出去的这一亿元资金,其实仅仅因为一个不起眼的安全设计!

更惋惜的,是仅仅因为一个不起眼的安全设计,消费者就有可能就丢了性命!

从这些电子产品的设计角度来讲,这一切,其实都是可以避免的。只要产品研发人员在产品的设计阶段,就考虑到产品的实际应用环境,认真仔细地按照安规要求进行相应的设计、评审和测试,这么以上严重的事故就不会发生。

安规如此重要,却在产品的研发设计阶段被严重忽略,我们对此深感遗憾。因此,今天,我们来重点谈谈安规。
1
什么是安规

安规是指产品安全法规,是研究产品对人可能造成的危害及防护措施,通过发行安全标准,规范产品的设计和生产,降低或避免电气产品对人身的各种伤害。安全法规具有强制性。电气产品必须严格遵守安全法规。
2
安规关注哪些内容

  • 燃烧          (如烧机、火灾)
  • 过热          (如过热烫伤)
  • 电击危险   (如高压触电)
  • 化学危险   (如接地腐蚀,化学液体泄漏)
  • 能量危险   (如大电流电弧伤人)
  • 机械危险   (如运动部件和尖锐部件伤人)
  • 辐射危险   (如激光辐射,电离辐射)
3


安规关注哪些内容

  • 信息技术类设备:GB4943,IEC/EN60950,UL60950
  • 家电类产品:GB4706,IEC/EN60335,UL982/1026/1082
  • 激光产品:IEC60825,FDA-21CFR1040.10
  • 射频产品:IEC60215
  • 多媒体产品(音视频):IEC60065,UL6500
4


安规的设计理念又是什么

电子行业的同行们,常常为了通过认证而进行安规设计和测试,然而通过测试 ≠ 安全。产品认证主要基于以下三个原因:

  • 市场准入法规的要求
  • 买家的要求
  • 市场责任保险


而任何产品首先必须必须必须保证安全,其次才是因为上述的三个原因而需要额外的认证。因此:产品设计安全等级应高于认证要求!

我们再来用一个案例表明,为什么通过测试不等于安全。

我们来看看上面提到的充电时使用手机导致的众多事故。几乎可以确定,事故原因是手机漏电。

为什么手机会漏电?

下图是一种手机充电器电路,大部分手机充电器的电路结构都与此雷同。我们可以看到,红色框左侧是220V部分的电路,右侧是5V电路。众所周知,5V电路不会对人体造成危害。
所以,能造成危害的漏电,必然是红色框内的变压器、电容、光耦发生了短路故障,或者是固定这3个部件的PCB发生了短路故障。

由于光耦、变压器通过支架体绝缘,在正常情况下并不容易发生主次级间短路,我们把目光聚焦到电容(C5)上。
上图左侧是某著名品牌的充电器实拍图,右侧是无品牌充电器的。注意到两者采用的主次级间电容,著名品牌充电器是采用蓝色的安规电容,而无品牌充电器采用普通的高压电容。

由于无品牌充电器采用耐压为2KV的高压电容,所以安规测试可以通过。

但是,安规电容与普通的高压电容的区别是,安规电容只有”开路”这一种失效模式,而普通高压电容的失效模式通常是短路。

当充电器受到异常的振动、浪涌冲击,电容发生失效时,高压电容很可能出现短路,此时,220V的高压就会通过失效的电容传导到低压侧。如果这时候刚好有人在使用手机,悲剧就很可能发生!

安规电容很贵吗?也就比普通高压电容贵一、两毛钱,但往往就是省了这一两毛钱,造成极为严重的后果!在此,向电源业界发出严正的呼吁:

请勿采用普通高压电容代替安规电容!

因为人命关天!
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