一句话总结:IEC 61347-2-13:2024 (Ed 3.0) 的 SELV电路判定远比"电压低于 120V"复杂——它是一套由电压 → 隔离 → 接触电流 → 接地四条判定线组成的完整体系。本文详解 SELV 四步判定法(ELV 限值 + 安全隔离变压器 + 接触电流限值 + 无导电连接),并清晰区分 SELV/PELV/FELV 三种电路类型。
1. 一句话概括
判定输出是否为 SELV 需要同时满足四个条件:输出电压在所有工况下不超过 ELV 限值(AC 50V / DC 120V)、输入与输出之间具有安全隔离(双重或加强绝缘)、触摸电流不超过 0.7mA (peak)、输出端与地之间无导电连接。IEC 61347-2-13 本身不定义 SELV,全部引用 IEC 61347-1:2024 的 Clause 9 和 Clause 12.2.2。
2. SELV 判定的四条线
判定 LED 驱动输出端是不是 SELV,是一个四步判定流程。任何一步不满足,输出就不能称为 SELV。
3. 第一关:ELV 电压限值 (Clause 9.3)
所有 SELV 电路首先是 ELV 电路。IEC 61347-1:2024 Clause 9.3 定义了 ELV(Extra-Low Voltage)的门槛:
| 波形类型 | 工作电压 (Working Voltage) | 工作峰值电压 (Working Peak) |
|---|---|---|
| AC (50/60 Hz) | 50 V rms | — |
| DC | 120 V | — |
关键判定要点:
- 所有工况都要测:最高输入电压 + 最低输入电压,还要反接输入极性。不能只在额定 230V 下测一次就下结论。
- 找最坏负载点:通过逐步改变负载找到最大输出电压。注意:空载不一定电压最高,有些恒流源在特定负载点电压反而更高。
- 与 Uout 的关联:IEC 61347-2-13 Clause 17 定义的 Uout(输出工作电压)就是 ELV 电压判定的直接输入。Uout 的测量方式和 ELV 电压判定几乎一致,区别在于 Uout 是制造商声称值,ELV 判定是合规门槛。
如果输出电压超过 ELV 限值,连 ELV 都不是,更不可能成为 SELV——直接归类为 FELV(功能特低电压)或非安全电压。
4. 第二关:安全隔离 (Clause 12.2.2)
这是 SELV 与 FELV 的本质区别。IEC 61347-1:2024 Clause 12.2.2 规定 SELV/PELV 电路与电网电源之间必须有双重绝缘或加强绝缘。
SELV 的绝缘等级要求:
- 对电网电源 (Mains):双重绝缘 (Double) 或加强绝缘 (Reinforced),基于跨绝缘的工作电压
- 对地 (Earth):基本绝缘 (Basic insulation),SELV 输出电路必须与地电气隔离
- 对外壳 (Enclosure):基本绝缘(除非按 6.2 c5) 提供信息)
- 对其他 SELV 电路:基本绝缘(基于最高工作电压)
- 对 FELV 电路:附加绝缘 (Supplementary insulation,基于额定电源电压)
关键设计决策:SELV 和 PELV 的核心绝缘架构完全一样——都要求双重/加强绝缘与电网隔离。唯一区别在于接地方式。
5. 第三关:触摸电流 (Clause 9.4)
即使电压和隔离都满足要求,触摸电流也必须控制在限值以内。IEC 61347-1:2024 Clause 9.4 定义了 SELV 和 PELV 电路的触摸电流限值 (Table 7):
| 波形类型 | 最大电流限值 |
|---|---|
| AC (50/60 Hz) | 0.7 mA (peak) |
| DC | 2.0 mA (RMS) |
| 断续 DC (f < 10 Hz 或 f > 200 Hz) | 0.7 mA (peak) |
| 断续 DC (10 Hz ≤ f ≤ 200 Hz) | 0.41 mA (peak) |
为什么 PWM 调光输出尤其要注意? 10 Hz 到 200 Hz 的断续 DC 使用了最严格的 0.41 mA 限值——这恰好覆盖了很多 LED 驱动的 PWM 调光频率范围。如果你的驱动输出是 PWM 调光的,且频率在 200 Hz 以下(典型的 100 Hz — 1 kHz PWM),需要特别注意这个 0.41 mA 门槛。
测量方法:按照 Annex N 的测量网络和测试布置进行。对于能通过调光设为最大输出的驱动,应在最大输出下测量;如果无法排除调制,制造商需提供特制样品。
6. 第四关:接地判定
SELV 与 PELV 的唯一区别就在这里:
- SELV:输出电路必须与地电气隔离(基本绝缘到地)。输出端不接地,也不连接到保护接地导体。
- PELV:输出电路有一极可以连接到地(功能接地)。功能接地可以连接到保护接地回路。
这意味着:同样是双重绝缘隔离 + ELV 电压,如果输出负极接了地,那就不是 SELV,而是 PELV。SELV 的安全理念是"因为没有回路所以安全",PELV 的安全理念是"电压低到即使有回路也安全"。
SELV 输出的 PELV 复用:Clause 12.2.2 允许安全隔离控制装置的 SELV 输出根据制造商规范用于 PELV 应用。如果你的驱动设计本身满足 SELV,在应用端需要接地的场景下,可以作为 PELV 使用——但触摸电压限值会从严(AC 12V / DC 30V)。
7. 安全隔离控制装置的特殊要求 (Clause 9.5)
IEC 61347-1:2024 Clause 9.5 对不依赖灯具外壳提供电击防护的安全隔离控制装置有更严格的要求:
触摸电压限值 (Clause 9.5.2):
| 波形类型 | SELV (Table 8) | PELV (Table 9) |
|---|---|---|
| AC 工作电压 | 25 V | 12 V |
| AC 峰值 | 35.4 V | 16.9 V |
| DC 工作电压 | 60 V | 30 V |
| DC 峰值 | 70 V | 35 V |
如果触摸电压超标 (Clause 9.5.3):可转而测量触摸电流。如果触摸电流也不合格:
- SELV:至少有一个极必须加上 500V/1min 的绝缘保护,只留一个极可触及
- PELV:只有接地极可触及,另一极需 500V/1min 绝缘保护
断续 DC 限制 (Clause 12.4):提供断续 DC 输出的独立/内置安全隔离控制装置,当输出频率在 10 Hz ≤ f ≤ 200 Hz 范围时,输出电压必须限制在 25 V peak。
8. 设计实践中常见的判定误区
| 误区 | 正确理解 |
|---|---|
| 输出电压低于 120V DC 就是 SELV | 还需要双重绝缘隔离 + 触摸电流合格 + 输出不接地 |
| 加了 Y 电容跨接一二次侧不影响 SELV | Clause 12.6 允许绝缘桥接,但必须满足数量和类型要求。Y 电容会引入漏电流,可能导致触摸电流超标 |
| 空载电压高于 ELV 限值没关系 | 不行。Clause 9.3 明确要在所有工况(含空载)下测量。空载电压超标 = 不是 SELV |
| SELV 输出必须完全浮地 | 正确。SELV 输出端与地需要基本绝缘隔离。但可以通过 Y 电容桥接(需满足 12.6) |
| PELV 和 SELV 的变压器要求不一样 | 错。两者的隔离变压器要求完全一样——都是安全隔离变压器(双重/加强绝缘) |
| 控制信号可以共用 SELV 输出地 | 不一定。如控制电路与 SELV 输出之间无绝缘,需按 6.2 j5) 提供信息。触摸电流可能增加 |
| 有 SELV 标记就一定是 SELV | 标记是结果不是前提。所有四条判定线都满足,才能标记 SELV |
9. 与 IEC 61140 的关系
IEC 61140 (Protection against electric shock – Common aspects for installation and equipment) 是电击防护的基础标准。IEC 61347-1 的 ELV/SELV/PELV 体系直接引用 IEC 61140 的框架:
- ELV 限值的源头:Table 6 的 AC 50V / DC 120V 源自 IEC 61140:2016
- SELV 系统的定义和架构:由 IEC 61140 定义,IEC 61347 将其转化为控制装置的具体要求
- 触摸电流限值:Table 7 的 0.7 mA / 2.0 mA 基于 IEC 61140:2016
IEC 61140 提供的是电气安装层面的系统级要求,IEC 61347 将其翻译为部件(控制装置)级别的合规要求。如果你的驱动标记为 SELV,意味着它自身满足 IEC 61347 的 SELV 要求——但在最终安装中仍需按 IEC 61140 或建筑电气规范(如 IEC 60364)的要求进行系统级验证。
10. 工程师判定清单
SELV 判定自查表:
- 电压: 所有工况(含空载、反接)下输出电压 ≤ ELV 限值 (AC 50V / DC 120V)
- 隔离: 输入与输出之间为双重绝缘或加强绝缘(安全隔离变压器或等效)
- 电流: 触摸电流按 Annex N 测量,不超过 Table 7 限值 (AC 0.7mA peak / DC 2.0mA RMS)
- 接地: 输出端(+/- 均)不连接到地或保护接地导体
- PWM 输出: 如有 PWM,检查 10 Hz ≤ f ≤ 200 Hz 的断续 DC 限值 (0.41 mA peak, 25 V peak)
- 外壳: 输出与导电外壳之间至少基本绝缘(≥ 500V 电强度测试)
- Y 电容: 桥接一二次侧的 Y 电容按 Table 11 选型,不导致触摸电流超标
- 故障条件: 单一故障后仍满足 SELV 要求 (Clause 11)
- 标示: 满足 IEC 61347-1:2024 6.2 的 SELV 输出信息要求(如 SELV 标记、PELV 适用性信息)
参考文献
- IEC 61347-1:2024, Clause 9 — Protection against accidental contact with hazardous live parts
- IEC 61347-1:2024, Clause 12.2.2 — SELV or PELV circuits
- IEC 61347-1:2024, Clause 12.4 — Interrupted DC output
- IEC 61347-1:2024, Clause 12.6 — Bridging of insulation
- IEC 61347-1:2024, Annex N — Touch current measurement
- IEC 61347-2-13:2024, Clause 17 — Output working voltage (Uout)
- IEC 61140:2016 — Protection against electric shock
关键事实
- IEC 61347-1:2024 Clause 12.2.2 规定 SELV 电路须通过四步判定:电压限值(AC 50V/DC 120V)+ 安全隔离变压器 + 接触电流限值 + 无导电连接
- 仅满足电压限值不等于 SELV——必须同时满足全部四项要求
- IEC 61347-1:2024 Annex N 规定接触电流测量须使用 IEC 60990 人体阻抗模拟网络
- SELV 接触电流限值正常条件 ≤0.5mA rms,单一故障条件 ≤0.7mA peak
- SELV 可供电给 Class III 设备但不要求自身为 Class III——PELV 接地时安全级别低于 SELV
常见问题
Q: IEC 61347-2-13 SELV 电路怎么判定? A: 四步判定——电压限值(AC 50V/DC 120V 或更低)、安全隔离变压器(双重/加强绝缘)、接触电流限值(≤0.5mA rms)、无导电连接至地或危险电压。只满足电压一项不等于 SELV。
Q: SELV PELV FELV 有什么区别? A: SELV(安全特低电压)双重/加强绝缘 + 不接地 → 最安全;PELV(保护特低电压)有功能性接地但仍安全隔离 → 用于有通信接地需求的场景;FELV(功能特低电压)仅基本绝缘 → 仅用于内部不可触及电路,不视为安全电路。
Q: LED 驱动输出低于 120V 就一定是 SELV 吗? A: 绝对不是。电压只是四步判定中的第一步。如果电源不是安全隔离变压器(如自耦变压器)、接触电流超标、或输出与地/其他电路有导电连接,即使电压低于 120V 也不满足 SELV 要求。
Q: IEC 61347 SELV 判定中接触电流限值是多少? A: SELV 电路的接触电流(touch current)在正常工作条件下不得超过 0.5mA rms,单一故障条件下不得超过 0.7mA peak。测量方法按 IEC 60990 执行,需使用人体阻抗模拟网络。