一句话总结:IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0) 的能量级是"点"的属性而不是"机"的属性,所以一台多路输出电源必须对每一路单独按 Clause 5.2 判 ES、按 6.2.2 判 PS;回路之间是否存在危险取决于两路的电位差与能量级差,绝缘要求按 5.4 评价,多路同时可触及时接触电流还要按 5.7.8 求和。本文把这三件事拆成可执行的步骤。
第一件事:逐路分级
一台典型的多路输出电源可能同时存在:
| 输出 | 电压/电流 | 功率 | ES 级 | PS 级 |
|---|---|---|---|---|
| 主输出 12 V / 8 A | 12 V d.c. | 96 W | ES1 | PS2 |
| 辅助输出 5 V / 0.5 A | 5 V d.c. | 2.5 W | ES1 | PS1 |
| 待机输出 3.3 V / 0.1 A | 3.3 V d.c. | 0.33 W | ES1 | PS1 |
| 高压输出 200 V / 0.3 A | 200 V d.c. | 60 W | ES3 | PS2 |
三路的 ES 级相同不代表 PS 级相同,第四路更是 ES 与 PS 都升级。分级结论直接决定:
- 哪些输出可以被普通人员直接触及(5.3.2);
- 哪些输出之间必须做绝缘(5.4);
- 外壳与防火要求按哪一级取(6.4)。
第二件事:回路之间要不要绝缘
判据不是"是不是同一块板",而是三个问题:
- 两路之间的最大电位差是多少(含单故障时的最坏情况)?
- 两路的能量级是否相同?
- 两路是否可能被同一个人同时触及?
只要存在明显的电位差或能量级差,两路之间就构成一个需要评价的绝缘部位,按 5.4 确定间隙(5.4.2)、爬电距离(5.4.3)与固体绝缘(5.4.4)要求,并按 5.4.9 做抗电强度验证。
| 情形 | 是否需要绝缘 | 依据 |
|---|---|---|
| 同电位、同级、共地 | 不需要 | 无电位差 |
| 同级但不共地(如两路独立 ES1 输出) | 需要评价 | 存在电位差,按 5.4 |
| 一路 ES1、一路 ES3 | 必须绝缘 | 级差 + 电位差,加强绝缘量级 |
| 一路 PS1、一路 PS3(同电位) | 需要评价 | 电位差可能为零,但故障耦合需按 6.4 处理 |
注意:ES 级差决定电击防护的绝缘量级,PS 级差决定防火分隔的要求,两者不是一回事。同一对回路可能"电击上不需要绝缘,防火上需要分隔"。
第三件事:接触电流要相加
Clause 5.7 管接触电压与接触电流,其中 5.7.8 专门规定来自多个外部电路的接触电流求和。多路输出最典型的场景是:维修人员同时接触两路的输出端子,每一路的接触电流都在 ES1 限值内,但相加后可能超过 ES2 限值。
判定顺序:
- 逐路测接触电流,与 5.2.2 的 ES1/ES2 限值比较;
- 对可能同时触及的组合,按 5.7.8 求和;
- 求和结果超过 ES2 限值时,按 5.7.6 的要求处理(例如限制同时接触的可能性或提供说明性保障)。
单故障会改变分级结论
多路输出的一个特殊风险是故障耦合:一路的开关管击穿,高压可能窜到低压输出上。这时分级结论在故障条件下会变——原本 ES1 的输出可能变成 ES3,原本 PS1 的回路可能变成 PS3。
这部分判定要转入:
- B.4 的单一故障模拟(短接、开路、连续运行),见 异常工况与单一故障试验;
- 4.3 的保障措施数量要求,见 单一故障下的 ES3 判定;
- 5.8 的电池备份回路反送电要求(外部电源断开时,电池不得从输出端子反送危险电压)。
四个常见错误
- 整机给一个能量级:分级是逐点的,多路输出必须逐路判。
- 用 SELV/TNV 描述输出:这是 60950-1 的术语,62368-1 用 ES1/ES2/ES3。
- 只看单路接触电流:多路同时可触及时要按 5.7.8 求和。
- 忘记电池备份回路:外部电源断开时电池会反送,须按 5.8 评价。
关键事实
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0) Clause 5.2.1 规定电气能量源按每一处独立分级,同一设备可同时存在 ES1、ES2、ES3
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0) Clause 5.4 规定存在电位差或能量级差的回路之间须按间隙、爬电距离与固体绝缘要求评价
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0) Clause 5.7.8 规定来自多个外部电路的接触电流须求和后与限值比较
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0) Clause 5.8 规定电池备份电源须防止从输出端子反送危险电压
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0) Clause 6.2.2 规定功率源按每一路输出独立分级为 PS1、PS2、PS3
常见问题
Q: IEC 62368-1 多路输出电源要分级几次? A: 每一路输出各分一次,ES 按 5.2、PS 按 6.2.2,互不替代;同一块板上的不同网络也要分别分级。
Q: IEC 62368-1 两路输出之间一定要做加强绝缘吗? A: 不一定。按 5.4 看两路的电位差与能量级差:同电位同级可共地;级差明显时按较高级别评价,通常落在加强绝缘量级。
Q: IEC 62368-1 多路输出的接触电流怎么算? A: 逐路测量后,对可能同时触及的组合按 5.7.8 求和,再与 ES2 限值比较;超过时按 5.7.6 处理。
Q: IEC 62368-1 里 SELV 输出和 ES1 输出是一回事吗? A: 不是。SELV 是 IEC 60950-1 的概念,IEC 62368-1 用 ES1/ES2/ES3,且判据包含电流维度,不能直接对应。
Q: 一路输出故障会不会影响其他回路的分级结论? A: 会。单故障下高压可能耦合到低压输出,须按 B.4 模拟后重新分级,并按 4.3 检查保障措施数量是否足够。
参考文献
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0), Clause 5.2 — Classification and limits of electrical energy sources
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0), Clause 5.3.2 — Accessibility to electrical energy sources and safeguards
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0), Clause 5.4 — Insulation materials and requirements
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0), Clause 5.7.8 — Summation of touch currents from external circuits
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0), Clause 5.8 — Backfeed safeguard in battery backed up supplies
- IEC 62368-1:2023 (Ed 4.0), Clause 6.2.2 — Power source circuit classifications
📘 延伸阅读:
- IEC/UL 62368-1 标准总览:从传统安全到危害导向安全工程
- IEC 62368-1:2023 音视频与ICT设备安全 - 学习理解 上篇
- IEC 62368-1:2023 音视频与ICT设备安全 - 学习理解 中篇
- IEC 62368-1:2023 音视频与ICT设备安全 - 学习理解 下篇