标准依据： IEC/UL 62368-1:2020（第三版）
适用章节： Clause 9.2（热能量源分级定义）、Clause 9.3（触及温度限值）、Clause 9.4（热能量源防护）、Clause 9.5（防护要求）
文章类型： 主题型
撰写日期： 2026-06-09
一、问题背景：为什么温度也要分级？
你设计了一台笔记本电脑，散热测试发现 C 面（键盘面）最高温度达到了 52°C。用户投诉"太烫了"。问题是：多烫算不安全？需要加隔热层吗？
IEC 62368-1之前的标准（IEC 60950-1）对温度的要求是"按标准条款逐一检查"，没有系统性的分级逻辑。IEC 62368-1 引入了热能量源分级概念，和电能量源 ES1/ES2/ES3 完全对应：
| 等级 | 名称 | 人体效应 | 防护要求 |
|---|---|---|---|
| TS1 | Class 1 | 无害（不会引起疼痛） | 无 |
| TS2 | Class 2 | 疼痛（但不会受伤） | 基本防护或警示 |
| TS3 | Class 3 | 伤害（烫伤） | 严格隔离 |
核心问题： 我的产品表面温度属于哪一级？需要采取什么措施？
二、TS1/TS2/TS3 分级判定
2.1 分级定义（Clause 9.2）
热能量源的分级和电能量源有一个关键区别：TS1 要求在异常和单一故障条件下温度也不能超过 TS2 限值。这是 TS1 与 TS2 的本质区别。
2.2 分级判定要点
TS1 的核心特征：
- 正常工作条件下，温度 ≤ TS1 限值（Table 38）
- 且异常工作条件或单一故障条件下，温度仍 ≤ TS2 限值
- 如果单一故障会导致温度升到 TS2 甚至 TS3，就不能判定为 TS1
TS2 的核心特征：
- 温度超过 TS1 限值
- 但在所有工作条件下（正常/异常/单一故障），温度均不超过 TS2 限值
- 例外： 如果设备故障是明显可感知的（如冒烟、异味、停机），TS2 无限值要求
TS3 的核心特征：
- 温度超过 TS2 限值（任何工作条件下）
- 需要最严格的防护措施
三、触及温度限值详解（Table 38）
Clause 9.3 的 Table 38 是整份标准中最复杂的表格之一。它的核心逻辑是：接触时间越长，允许的最高温度越低；材料导热越快，限值越严。
3.1 如何确定"接触时间"？
接触时间不是工程师拍脑袋定的，而是依据产品的预期使用方式：
| 接触场景 | 如何判定 | 示例 |
|---|---|---|
| > 8h（穿戴设备） | 产品说明书中定义的穿戴时长 | 耳机、智能手表、VR 头显 |
| > 1 min（手持/常触） | 正常使用时手持或皮肤接触超过 1 分钟 | 手机机身、笔记本掌托 |
| 10s ~ 1min | 短时间握持或偶尔触碰 | 移动电源外壳、充电器本体 |
| 1s ~ 10s | 偶尔短暂触碰 | 笔记本出风口附近外壳 |
| < 1s | 操作不需触碰该表面 | 设备顶部/背部（非操作区） |
💡 工程提示： 如果同一表面不同区域的接触时间不同，按最短接触时间对应的限值判定（即对用户最不利的情况）。
3.2 材料差异的物理原因
为什么金属限值最严，木材最宽松？
- 金属：导热系数高（~400 W/m·K），接触瞬间皮肤表面温度骤升，痛感明显
- 塑料/橡胶：导热系数低（~0.2 W/m·K），热量不会瞬间传到皮肤，同样表面温度下痛感更弱
- 木材：导热系数最低（~0.1 W/m·K），且通常有天然隔热效果
3.3 特殊豁免条件
以下情况可以使用括号内的最高温度值（TS2，金属表面 <1s 接触）：
- 面积不超过 50mm 的区域，且正常使用中不太可能碰到
- 散热片及直接覆盖散热片的金属部件（但含开关/控制按钮的表面除外）
四、防护要求与合规策略
4.1 防护要求矩阵
4.2 两种防护方式（Clause 9.5）
IEC 62368-1 对热能量源提供了两种合规路径：
方式一：设备防护（Equipment Safeguard）
- 通过结构设计限制热能量传递（如隔热层、深埋热源、增加空气间隙）
- 使可触及表面温度降至对应等级限值以内
- 适用于 TS2 和 TS3
方式二：警示防护（Instructional Safeguard）
- 在热源附近贴警示标记，告知用户"表面高温，请勿触摸"
- 标记须包含三要素（Clause 9.5.2 / IEC 60417-5041）：
- 警示符号 ⚠️（IEC 60417-5041）
- 文字："CAUTION / Hot Surface"（或等效语言）
- （可选）补充说明
- "Do not touch"（或等效语言）
- 仅适用于 TS2 对普通人的防护（TS3 不能用警示替代物理防护）
4.3 Clause 9.4 的五个豁免条件
如果产品有功能性发热部件（如热熔器、打印机定影辊、咖啡加热器），表面温度必然超过 TS2 限值，是否一定不合格？
不一定。如果同时满足以下五个条件，TS2/TS3 表面可以在普通人可触及位置存在（Clause 9.4）：
- 该部件在操作设备时不需要被触碰（不是把手、旋钮、握持面）
- 普通人在正常工作条件下不太可能故意触碰
- 维护时（不涉及该部件）不太可能意外接触
- 部件附近贴有符合 Clause 9.5.2 的警示标记
- 儿童不太可能触碰到该部件
五、无线充电发射器的特殊要求（Clause 9.6）
随着手机无线充电的普及，IEC 62368-1 第三版新增了 Clause 9.6，专门评估无线充电发射器对外来金属物体的加热风险。
5.1 问题背景
如果一枚硬币、钥匙或铝箔被遗忘在无线充电板上，发射器产生的高频磁场会在金属物体中产生涡流，导致金属迅速升温，造成烫伤。
5.2 测试要求
测试使用三种标准外来物体：
- 钢片（Figure 47）：模拟硬币、薄金属片
- 铝环（Figure 48）：模拟手环、戒指
- 铝箔（Figure 49）：模拟食品包装铝箔
测试条件：
- 室温 25°C ± 5°C
- 发射器以最大功率运行
- 分别测试：无接收器、有接收器紧贴、2mm 间隙、5mm 间隙
- 判定标准：外来物体温度不得超过 70°C
⚠️ 这是 62368-1 第三版新增要求，做无线充电产品的工程师需特别关注。
六、工程设计与合规检查清单
6.1 设计阶段
- 温度测量：在 25°C ± 5°C 环境温度下，测量所有可触及表面的稳态温度（Clause 9.3.2）
- 接触时间评估：依据预期使用方式，确定每个表面的接触时间等级
- TS 分级：按 Clause 9.2 判定各表面的 TS 等级（须考虑异常和单一故障条件）
- 结构设计：TS2 表面对普通人不可触及（或加警示）；TS3 表面须严格隔离
- 无线充电：如有无线充电功能，按 Clause 9.6 评估外来金属物体加热风险
- 说明书：如有 TS2 表面，说明书中须包含高温警示
6.2 测试阶段
- 温度测试：在 worst-case 工况（最高环境温度、最大负载）下测量表面温度
- 异常条件测试：模拟散热孔堵塞、风扇失效等异常条件，验证温度不超过 TS2 限值（对 TS1 设备）
- 单一故障测试：模拟单一元器件失效，验证 TS 等级不会升级
- 无线充电异物测试（如适用）：按 Clause 9.6.3 测试三种外来物体的温升
6.3 常见设计陷阱
| 陷阱 | 后果 | 正确做法 |
|---|---|---|
| 只在室温 25°C 下测试，未考虑最高工作环境温度 | 高温环境下 TS1 升为 TS2 | 在 equipment rating 的最高环境温度下进行温度测试 |
| 接触时间评估过短 | 实际使用中用户接触更久，超过限值 | 按产品说明书中的使用场景客观评估，宁严勿宽 |
| 忽略异常条件 | 散热孔堵塞后温度飙升，TS1 变 TS3 | 须测试异常条件（Clause B.2.5） |
| 金属外壳未做隔热处理 | 金属导热快，表面温度超标 | 金属外壳内侧加隔热层（≥0.3mm 塑料/橡胶即可按塑料限值） |
| TS2 警示标记格式不符合 Clause 9.5.2 | 认证时被开不符合项 | 标记须含：⚠ 符号 + "CAUTION/Hot Surface" + "Do not touch" |
| 无线充电发射器未做异物检测 | Clause 9.6 不符合，无法过认证 | 须设计异物检测电路（FOD），在检测到金属物体时降低或停止功率输出 |
七、与旧标准（IEC 60950-1）的主要差异
| 项目 | IEC 60950-1 | IEC 62368-1 |
|---|---|---|
| 温度限值依据 | EN 标准 Table 4B（按设备类型） | Table 38（按接触时间和材料类型） |
| 分级逻辑 | 无 TS1/TS2/TS3 概念 | 明确三级分类，与 ES 等级对应 |
| 异常条件要求 | 异常条件下温度不超过正常条件的 1.1 倍 | TS1 要求在异常/单故障下不超过 TS2 限值 |
| 无线充电 | 无专门要求 | 新增 Clause 9.6 外来金属物体加热评估 |
| 警示标记 | 无统一格式要求 | Clause 9.5.2 规定统一格式（符号+文字） |
八、总结
一句话概括： IEC 62368-1 按"表面温度和接触时间"将热能量源分为 TS1/TS2/TS3 三级，温度越高/接触时间越长，防护要求越严。
关键记忆点：
- TS1 = 无害：正常条件 ≤ TS1 限值，且异常/单故障下 ≤ TS2 限值（这是 TS1 的核心要求）
- TS2 = 疼但不伤：超 TS1 但 ≤ TS2 限值，须基本防护或警示标记
- TS3 = 有烫伤风险：超 TS2 限值，须严格物理隔离
- 接触时间决定限值：同一金属表面，接触 1 分钟限值 48°C，接触 <1 秒限值 70~100°C
- 材料差异大：金属限值最严，塑料/橡胶更宽松，设计时可用塑料覆盖金属来"借用"更宽松的限值