适用范围：外部电源（External Power Supply, EPS），即将市电交流电转换为低压直流或交流输出的独立封装电源。
1 法规依据
| 项目 | 美国 | 加拿大 |
|---|---|---|
| 主管机构 | DOE（能源部） | NRCan（自然资源部） |
| 测试方法 | 10 CFR Part 430, Subpart B, Appendix Z | CSA C381.1-17 (R2022) |
| 能效限值 | 10 CFR 430.32(w) | CSA C381.1 Annex D |
| 参考基准 | IEC 62301 (2011) | CAN/CSA-C62301:11 |
| 能效标识 | International Efficiency Marking Protocol (Ver 3.0) | 同左 |
两者高度协调，测试方法基本一致。加拿大标准明确引用美国 DOE Appendix Z 作为参考。
2 产品定义与分类
2.1 EPS 的基本定义
外部电源（EPS）须同时满足：
- 将市电转换为低压交/直流输出
- 封装在与终端产品分离的独立外壳中
- 通过可拆卸或固定的线缆/连接器与终端产品相连
排除产品（两方一致）：
- DC-DC 转换器（如车载充电器）
- FDA 管辖的医疗设备电源
- 特定低压大电流电池充电器（输出电压 < 3V 且输出电流 ≥ 1000 mA，为完全或主要由电机驱动的产品充电）
2.2 产品分类
EPS 分类
├── 按工作模式
│ ├── Direct Operation EPS（直连工作型）
│ │ └── 无需电池辅助即可直接驱动终端产品
│ └── Indirect Operation EPS（间接工作型）
│ └── 必须配合电池才能驱动终端产品（仅 Class A 受管）
├── 按输出类型
│ ├── AC-DC EPS（交流转直流）
│ └── AC-AC EPS（交流转交流）
├── 按输出电压数
│ ├── Single-Voltage EPS（单电压）
│ ├── Switch-Selectable EPS（可切换单电压）
│ └── Multiple-Voltage EPS（多电压同时输出）
├── 按自适应特性
│ ├── Non-Adaptive EPS（固定电压）
│ ├── Adaptive EPS（自适应，含 USB-PD）
│ └── USB-PD EPS（支持 3.3V~20V 的 Type-C 接口）
└── 按电压等级
├── Basic-Voltage EPS（基本电压：≥ 6V 或 < 550mA）
└── Low-Voltage EPS（低压：< 6V 且 ≥ 550mA）
2.3 Class A EPS 判定
Class A 是一种特殊的法规分类（不是技术分类），须满足：
- 单电压 AC-AC 或 AC-DC
- 输出功率 ≤ 250 W
- 独立外壳 + 独立连接/线缆
- 与终端产品分开销售、但配套使用
非 Class A 的间接工作型 EPS 在美国/加拿大均不受能效限定。
3 测试条件
3.1 环境与供电
| 条件 | 要求 | 备注 |
|---|---|---|
| 输入电压 | 115 V / 60 Hz | ±1% 以内 |
| 环境温度 | 20 ± 5 °C | 全程保持 |
| 风速（靠近 UUT） | ≤ 0.5 m/s | 禁止强制散热 |
| 测试台面 | 热绝缘表面 | 不可导热 |
| 电压 THD | ≤ 2%（至 13 次谐波） | |
| 电压波峰因数 | 1.34 ~ 1.49 | 峰值/RMS |
| 电源容量 | ≥ 10 × UUT 额定输入功率 |
3.2 测量仪器要求
- 功率测量须符合 IEC 62301 第 4.4.1 条的精度要求
- 低功率模式测量参考 IEC 62301 Annex B
- 测量不确定度评估参考 IEC 62301 Annex D
- 对多电压 EPS 的电子负载，负载精度须 ≤ ±0.5%
4 测试流程（核心）
4.1 通用流程
4.2 加载条件汇总
所有 EPS 类型均使用以下加载条件：
| 加载条件 | 电流百分比 | 说明 |
|---|---|---|
| LC1 | 100% 标称输出电流 ±2% | 满载 |
| LC2 | 75% 标称输出电流 ±2% | |
| LC3 | 50% 标称输出电流 ±2% | |
| LC4 | 25% 标称输出电流 ±2% | |
| LC5 | 0% | 空载/待机 |
注意：
- 2% 是标称电流的百分比，不是计算值的百分比。例如 LC3 对应 48%~52% 的标称电流。
- 如果产品同时标注了瞬时和连续电流，只用连续电流测试。
- 如果某加载条件 EPS 无法维持输出，则跳过该点，平均效率只计算可测量的点。
4.3 多路输出的降额法
当 EPS 具有 N 路输出时，使用比例分配法确定每路负载：
\(D = \frac{P_{max}}{\sum_{i=1}^{N} V_i \times I_i}\)
| D 值 | 含义 | 每路负载 |
|---|---|---|
| D ≥ 1 | 满载不超总功率 | 按标称电流百分比加载 |
| D < 1 | 满载会超总功率 | 百分比 × D |
USB-PD 特殊规则：在最低电压点计算 D 时，每端口贡献限制为 10 W。
4.4 USB-PD / Adaptive EPS 的额外要求
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 测试次数 | 测两次：最高标称电压一次 + 最低标称电压一次 |
| 最低电压 LC1~LC4 | 每端口加载至 2A / 1.5A / 1A / 0.5A（非标称电流百分比） |
| 非自适应口 | 仍按标称电流百分比加载 |
| 混合口 EPS | 自适应口 + 非自适应口同时激活，在高/低电压下各测一次 |
5 效率计算
5.1 单点效率
\(\eta_x = \frac{P_{out(x)}}{P_{in(x)}}\)
- 多路输出时：\(P_{out(x)} = \sum P_{out\_port}\)
5.2 平均效率
\(Average\ Efficiency = \frac{\eta_1 + \eta_2 + \eta_3 + \eta_4}{4}\)
即 LC1 到 LC4 四个效率值的算术平均，非加权平均。
5.3 空载功耗
\(P_{no-load} = P_{in(LC5)}\ (W)\)
空载模式下测得的交流输入有功功率。
6 能效限值
6.1 限值框架（两国一致）
| EPS 类型 | 美国 DOE | 加拿大 NRCan | 级别 |
|---|---|---|---|
| Direct Operation EPS | 10 CFR 430.32(w)(1)(ii) | CSA C381.1 Annex D — Level VI | Level VI |
| Indirect Operation Class A EPS | 10 CFR 430.32(w)(1)(i) | CSA C381.1 Annex D — Level IV | Level IV |
| Indirect Operation Non-Class A EPS | 无要求 | 无要求 | — |
| 医疗设备 EPS | 豁免 | 豁免 | — |
6.2 Level VI 详细限值
单电压 AC-DC, Basic-Voltage（Vout ≥ 6V 或 Iout < 550mA）
| 输出功率范围 | 最低平均效率 | 最大空载功耗 |
|---|---|---|
| Pout ≤ 1 W | ≥ 0.5 × Pout + 0.160 | ≤ 0.100 W |
| 1 W < Pout ≤ 49 W | ≥ 0.071 × ln(Pout) − 0.0014 × Pout + 0.670 | ≤ 0.100 W |
| 49 W < Pout ≤ 250 W | ≥ 0.880 | ≤ 0.210 W |
| Pout > 250 W | ≥ 0.875 | ≤ 0.500 W |
单电压 AC-DC, Low-Voltage（Vout < 6V 且 Iout ≥ 550mA）
| 输出功率范围 | 最低平均效率 | 最大空载功耗 |
|---|---|---|
| Pout ≤ 1 W | ≥ 0.517 × Pout + 0.087 | ≤ 0.100 W |
| 1 W < Pout ≤ 49 W | ≥ 0.0834 × ln(Pout) − 0.0014 × Pout + 0.609 | ≤ 0.100 W |
| 49 W < Pout ≤ 250 W | ≥ 0.870 | ≤ 0.210 W |
| Pout > 250 W | ≥ 0.875 | ≤ 0.500 W |
单电压 AC-AC, Basic-Voltage
| 输出功率范围 | 最低平均效率 | 最大空载功耗 |
|---|---|---|
| Pout ≤ 1 W | ≥ 0.5 × Pout + 0.160 | ≤ 0.210 W |
| 1 W < Pout ≤ 49 W | ≥ 0.071 × ln(Pout) − 0.0014 × Pout + 0.670 | ≤ 0.210 W |
| 49 W < Pout ≤ 250 W | ≥ 0.880 | ≤ 0.210 W |
| Pout > 250 W | ≥ 0.875 | ≤ 0.500 W |
单电压 AC-AC, Low-Voltage
| 输出功率范围 | 最低平均效率 | 最大空载功耗 |
|---|---|---|
| Pout ≤ 1 W | ≥ 0.517 × Pout + 0.087 | ≤ 0.210 W |
| 1 W < Pout ≤ 49 W | ≥ 0.0834 × ln(Pout) − 0.0014 × Pout + 0.609 | ≤ 0.210 W |
| 49 W < Pout ≤ 250 W | ≥ 0.870 | ≤ 0.210 W |
| Pout > 250 W | ≥ 0.875 | ≤ 0.500 W |
多电压 EPS
| 输出功率范围 | 最低平均效率 | 最大空载功耗 |
|---|---|---|
| Pout ≤ 1 W | ≥ 0.497 × Pout + 0.067 | ≤ 0.300 W |
| 1 W < Pout ≤ 49 W | ≥ 0.075 × ln(Pout) + 0.561 | ≤ 0.300 W |
| Pout > 49 W | ≥ 0.860 | ≤ 0.300 W |
典型效率限值曲线
6.3 Level IV 限值（仅 Indirect Operation Class A EPS）
| 输出功率范围 | 最低平均效率 | 最大空载功耗 |
|---|---|---|
| Pout < 1 W | ≥ 0.500 × Pout | ≤ 0.5 W |
| 1 W ≤ Pout ≤ 51 W | ≥ 0.09 × ln(Pout) + 0.500 | ≤ 0.5 W |
| Pout > 51 W | ≥ 0.850 | ≤ 0.5 W |
7 能效标识要求
美国 DOE（10 CFR 430.32(w)(4)）和加拿大 CSA C381.1 均要求 EPS 按照 International Efficiency Marking Protocol Version 3.0 进行明确、永久的罗马数字等级标识：
| 标识 | 含义 |
|---|---|
| Level VI | 当前最高标准（2016 年起生效） |
| Level V | 过渡级别 |
| Level IV | 间接工作型 Class A 最低标准 |
| Level III 及以下 | 已淘汰 |
标注意义：
- Level VI 标识表明产品满足 DOE/NRCan 最高能效要求
- 产品外壳上必须持久标记罗马数字 "VI"，便于海关、市场监管和消费者识别
8 美国与加拿大的关键差异
| 对比项 | 美国 DOE | 加拿大 NRCan |
|---|---|---|
| 法规文件 | 10 CFR Part 430 Subpart B, Appendix Z | CSA C381.1-17 (R2022) |
| 行政性质 | 强制性联邦法规 | 国家自愿标准（但被各省法规引用后强制） |
| 测试方法 | 2022 年更新版（新增 USB-PD 等） | 2017 版（2022 年确认），与 DOE 高度协调 |
| 能效限值 | Level VI / Level IV | Level VI / Level IV（等同 DOE） |
| 间接工作型 Non-Class A | 无标准 | 可能由 CSA C381.2 覆盖 |
| 稳定性判据（多电压/自适应） | ≤ 1% 漂移 | 与 DOE 一致 |
| 可切换电压 EPS | 最高和最低电压各测一次 | 与 DOE 一致 |
| 医疗设备 | 豁免 | 豁免 |
| 标识协议 | International Efficiency Marking Protocol V3.0 | 同左 |
9 测试注意事项
- 产品布线：必须在输出线缆的终端产品连接端测量，而非 PCB 板端。线缆压降计入效率。
- 完整产品测试：不可用裸 PCB 板测试数据来代表最终成品（封装在壳体内并安装输出线缆后）的效率。
- 禁止强制散热：测试期间不得使用风扇、空调或散热器对 UUT 定向降温。
- 预热仅需一次：全过程仅在开始时进行 30 分钟预热，不需要每个负载点重新预热。
- 电子负载模式：必须使用恒流（CC）模式，不可使用恒功率（CP）模式。
- 最低输出电流：某些多路输出电源在某路电流过低时无法正常工作，这种情况需记录实际使用的最低电流。
- 多路输出适配器：计算降额因子 D 时，Pmax 取铭牌标注的总最大输出功率。
- 多电压输出且含自适应口：在最高和最低标称电压下分别完整测试，所有端口同时激活。