具有集成MOSFET的離線反激式脈沖寬度調(diào)制（PWM）是電源系統(tǒng)設(shè)計中不可或缺的一部分。除非完成系統(tǒng)的所有其他部件也能完成其工作，否則半導(dǎo)體器件將無法滿足設(shè)計要求。變壓器是一個重要的組成部分，通常被視為別人的問題。對于能夠負(fù)擔(dān)得起專業(yè)磁性專家的公司來說，這可能是正確的，但這種情況通常不存在，而且工作只是另一位工程師的責(zé)任。設(shè)計正確的變壓器需要考慮以下六個方面：

安全標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計要求

IC選擇

如何制造可制造性

如何驗證他們是否具有良好的設(shè)計

確保良好的性能平衡成本

本文將總結(jié)有關(guān)電源和變壓器設(shè)計的六大安全標(biāo)準(zhǔn)和途徑。

在設(shè)計離線反激式電源時，將IC與其他組件集成可能會非常困難。正確地集成變壓器不僅僅是找到與應(yīng)用輸入和輸出匹配的匝數(shù)比。許多客戶可能會想，“我認(rèn)為反激式變壓器只是將能量傳遞到安全隔離屏障。我想還有更多需要了解的內(nèi)容。“在與變壓器制造商合作時，不了解安全標(biāo)準(zhǔn)通常意味著需要的迭代次數(shù)超過必要時間。不了解安全標(biāo)準(zhǔn)會導(dǎo)致合格實驗室出現(xiàn)意外的不合格事故，并在批量生產(chǎn)之前將產(chǎn)品送回設(shè)計階段而非資格認(rèn)證。

了解控制變壓器設(shè)計和制造的要求將縮短設(shè)計周期在Power Supply WebDesigner（PSW）中使用Fairchild部件的成品。了解產(chǎn)品定義或設(shè)計定義期間所需的安全標(biāo)準(zhǔn)將確保不必要的設(shè)計迭代和成本。下面討論的是業(yè)界用于定義離線變壓器安全要求的最常用標(biāo)準(zhǔn)。有一家公司非常熟悉這些標(biāo)準(zhǔn)，并且通常知道設(shè)計試圖滿足哪種標(biāo)準(zhǔn)，絕緣類型足以在第一時間獲得所需的部件。

使用哪種變壓器安全標(biāo)準(zhǔn)并不總是那么清楚為電子設(shè)計師。通常，產(chǎn)品要滿足的標(biāo)準(zhǔn)基于要設(shè)計的設(shè)備類型和設(shè)備所針對的市場。公司內(nèi)的產(chǎn)品營銷和安全工程師最適合選擇適用的標(biāo)準(zhǔn)。為了使搜索更容易，電子制造商提到的適用于他們設(shè)備的一些更常見的標(biāo)準(zhǔn)是下面列出。該列表試圖從標(biāo)準(zhǔn)本身中獲取這些標(biāo)準(zhǔn)的范圍和簡要描述。雖然這些描述是直接從標(biāo)準(zhǔn)中提取的，但為了便于閱讀，它們已被刪節(jié)，并且不以任何方式替代實際標(biāo)準(zhǔn)。這里的好處是編譯用于一個文檔的最典型標(biāo)準(zhǔn)的范圍，以便輕松識別可能適用的標(biāo)準(zhǔn)。從那里，可以購買標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步審查。

標(biāo)準(zhǔn)

EN 50470-1 AC電能計量設(shè)備

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了A，B，C類計量設(shè)備的一般要求。該歐洲標(biāo)準(zhǔn)的范圍適用于用于住宅，商業(yè)和輕工業(yè)用途的新制造的電能表，用于50 Hz電網(wǎng)。

該標(biāo)準(zhǔn)適用于室內(nèi)和室外的機(jī)電或靜態(tài)電能表。戶外應(yīng)用。該標(biāo)準(zhǔn)也適用于有功電能計量部分，而不適用于其他功能元件，如最大需求指示器，電子資費寄存器，時間開關(guān)，紋波控制接收器，數(shù)據(jù)通信接口等，它們都包含在儀表外殼中。

EN 60935用于抑制電磁干擾的固定電感器

本標(biāo)準(zhǔn)適用于電子或電氣設(shè)備和機(jī)器的電磁干擾抑制用電感器，僅限于適合進(jìn)行安全測試的電感器。本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的電感器也可用于防止來自電源或設(shè)備其他部件的電噪聲和電壓或電流瞬變。

EN 61347-2-13 LED模塊燈控制用于交流和直流應(yīng)用的齒輪

本標(biāo)準(zhǔn)適用于設(shè)計用于在SEL提供恒定電壓或電流的LED控制模塊V或SELV等效或更高電壓。如所定義的，燈控制模塊是電源和燈之間的一個或多個部件，其可用于轉(zhuǎn)換電源電壓，將燈的電流限制到所需值，提供啟動電壓和預(yù)熱電流，防止冷啟動，正確功率因素或降低射頻。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，燈控制模塊的設(shè)計和構(gòu)造應(yīng)使其在正常使用時能夠在不對用戶或周圍環(huán)境造成危險的情況下運(yùn)行。如果不使用防止電擊的燈具外殼，必須充分保護(hù)它們，防止意外接觸帶電部件。

IEC 60335-1家用和類似用途電器的安全性

標(biāo)準(zhǔn)涉及家用和類似用途的電器的安全性，單相電器的額定電壓不超過250 V，其他電器的額定電壓不超過480 V.此標(biāo)準(zhǔn)也適用于電池供電的電器和其他直流電器。其他不適合普通家庭使用但可能對公眾造成危險的設(shè)備，例如商店，輕工業(yè)和農(nóng)場的外行人使用的器具，都屬于本標(biāo)準(zhǔn)的范圍。這類器具的例子是餐飲設(shè)備，商業(yè)用清潔器具和理發(fā)器用器具。此外，本標(biāo)準(zhǔn)還涉及家庭內(nèi)部和周圍遇到的器具所帶來的常見危害，但沒有考慮兒童和家用電器。有身體，感官或精神殘疾的人;或缺乏經(jīng)驗和知識，無法在沒有監(jiān)督或指導(dǎo)的情況下安全地使用本產(chǎn)品;例如兒童玩耍器具。

請注意，對于打算用于車輛或船上或飛機(jī)上的器具，可能需要額外的要求;在許多國家，國家衛(wèi)生當(dāng)局，負(fù)責(zé)勞動保護(hù)的國家主管部門，國家供水當(dāng)局和類似機(jī)構(gòu)都規(guī)定了額外的要求。

本標(biāo)準(zhǔn)不適用于：

家電

旨在用于特殊情況的場所的器具，例如存在腐蝕性或爆炸性氣體（灰塵，蒸氣或氣體）

音頻，視頻和類似電子設(shè)備（IEC 60065）

醫(yī)療用途器具（IEC 60601）

手持式電動工具（IEC 60745）

個人電腦和類似設(shè)備（IEC 60950-1）

可移動電動工具（IEC 61029）

IEC/EN/UL 60601-1醫(yī)療電氣設(shè)備點擊本標(biāo)準(zhǔn)適用于必須具有兩種保護(hù)手段的醫(yī)療設(shè)備，為操作者和患者提供基本安全。這通常通過提供基本絕緣（一種保護(hù)措施）和將可觸及的導(dǎo)電部件/電路連接到地或通過提供雙重或加強(qiáng)絕緣（兩種保護(hù)措施）來實現(xiàn)。

IEC 61558-2-16安全用于開關(guān)電源單元和用于開關(guān)電源單元的變壓器

本標(biāo)準(zhǔn)特別適用于變壓器，電抗器，電源單元和類似產(chǎn)品的安全性，電源電壓高達(dá)1，100 V包括開關(guān)電源單元和開關(guān)電源單元變壓器的特殊要求和測試。

它規(guī)定變壓器應(yīng)封閉并提供足夠的保護(hù)，防止接觸危險帶電部件。帶電部件不是危險的帶電部件，如果它們通過雙重或加強(qiáng)絕緣與電源分開，并且電壓不超過35 VAC峰值或60 V無紋波DC;或觸摸電流不超過0.7 mAAC或2.0 mADC。

I類變壓器必須至少通過基本絕緣與危險帶電部件的可接觸性分離。

II類變壓器必須與危險帶電部件的可接觸性分開或者加強(qiáng)絕緣。

IEC 60950-1信息技術(shù)設(shè)備安全

本標(biāo)準(zhǔn)適用于交流或電池供電的信息技術(shù)設(shè)備，包括電信，電子商務(wù)設(shè)備和相關(guān)設(shè)備，額定電壓不超過600 V.美國和歐洲的其他標(biāo)準(zhǔn)均指IEC60950-1，因為它是與Underwriters Laboratories的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

如標(biāo)準(zhǔn)中所定義，它也適用于此類信息技術(shù)設(shè)備：

設(shè)計用作電信終端設(shè)備和電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無論其來源如何電源;

設(shè)計并打算直接連接到或用作電纜分配系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，無論電源如何;

設(shè)計用于交流電網(wǎng)供電作為通信傳輸介質(zhì)（見第6節(jié)注釋4和第7節(jié)注釋3）。

特別是，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了旨在降低火災(zāi)，電擊或傷害風(fēng)險的要求。操作員和外行人可能會接觸到設(shè)備，并在具體說明的情況下接觸服務(wù)人員。該標(biāo)準(zhǔn)還旨在降低已安裝設(shè)備的風(fēng)險，無論是由互連單元系統(tǒng)還是獨立單元組成，還要按照制造商規(guī)定的方式安裝，操作和維護(hù)設(shè)備。本標(biāo)準(zhǔn)中列出的設(shè)備屬于以下范圍：

UL1310 Class 2 Power Units標(biāo)準(zhǔn)

本標(biāo)準(zhǔn)適用于室內(nèi)和室外使用2個電源和電池充電器。這些電源使用隔離變壓器，并且可以包含組件以提供交流或直流輸出。每個輸出根據(jù)美國國家電氣規(guī)范ANSI/NFPA 70提供2類功率電平。交流電最大輸出電壓不得超過42.4 V，連續(xù)直流電壓不得超過60 V.這些產(chǎn)品主要用于為低壓電動設(shè)備提供電源。在任何可能的裝載條件下，這些產(chǎn)品的功率水平不得超過660 W。

本標(biāo)準(zhǔn)僅部分涵蓋或根本不涵蓋的產(chǎn)品包括但不一定限于下列產(chǎn)品。

用于啟動發(fā)動機(jī)的起動電機(jī)的電池充電器。這些類型包含在充電發(fā)動機(jī) - 啟動電池的電池充電器標(biāo)準(zhǔn)UL1236中。

雖然這些要求涵蓋了本標(biāo)準(zhǔn)中定義的用于玩具的2類產(chǎn)品，但玩具產(chǎn)品也應(yīng)如此符合玩具標(biāo)準(zhǔn)，UL697。

這些要求不包括用于為輪椅或類似移動輔助設(shè)備所用電池充電的電池充電器，這些電池符合2類以外的動力裝置標(biāo)準(zhǔn)UL1012 。

低壓變壓器標(biāo)準(zhǔn) - 第1部分：通用要求，UL 5085-1和低壓變壓器標(biāo)準(zhǔn) - 第3部分：第2類和第3類不包括整流器產(chǎn)品變壓器，UL5085-3。

僅由直流電源供電的產(chǎn)品，適用于陸地車輛和海洋工藝的電源轉(zhuǎn)換器/逆變器和電源轉(zhuǎn)換器/逆變器系統(tǒng)，UL 458或其他適用于預(yù)期應(yīng)用的要求

低壓景觀照明系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)UL 1838涵蓋了用于提供低壓景觀照明的產(chǎn)品。

絕緣類型點擊除了確定應(yīng)用將使用哪種安全標(biāo)準(zhǔn)外，還需要確定應(yīng)用的接地方法以及電源外殼的絕緣水平。標(biāo)準(zhǔn)中定義的典型絕緣類型包括但不限于下面列出的類型。

功能：確保僅操作設(shè)備且無保護(hù)級別

基本：提供單層

強(qiáng)化：離線最常見，滿足兩層保護(hù)需求

雖然并非所有標(biāo)準(zhǔn)都定義了絕緣等級，即UL1310沒有，所有標(biāo)準(zhǔn)都要求滿足一定的介電耐壓。雖然介電耐壓足以用于功能絕緣設(shè)計，但對于基本或增強(qiáng)是不夠的 - 必須考慮其他變壓器設(shè)計。

工作電壓用于定義變壓器如何構(gòu)建以滿足標(biāo)準(zhǔn)。通常，這是離線電源的電源輸入電壓。其他電源（例如電池平衡應(yīng)用）可以具有包括輸入的高（單元）電壓。出于安全考慮，這將影響工作電壓。

確定符合標(biāo)準(zhǔn)和絕緣類型是合規(guī)設(shè)計所需的一半。另一半涉及硬件設(shè)計，特別是標(biāo)準(zhǔn)的隔離變壓器。這就是Wurth Electronics Midcom在該行業(yè)中的經(jīng)驗所具有的巨大價值。如果標(biāo)準(zhǔn)是本文中列出的標(biāo)準(zhǔn)，Wurth Electronics Midcom已經(jīng)多年來一直在設(shè)計該標(biāo)準(zhǔn)，并且理解如何設(shè)計和構(gòu)建符合要求的磁性元件。

如果最終確定不同的標(biāo)準(zhǔn)適用， Wurth Electronics Midcom仍然可以提供幫助。該公司知識淵博的設(shè)計和安全工程師將能夠確定該標(biāo)準(zhǔn)如何應(yīng)用于隔離屏上的磁性，即使他們過去沒有使用過該特定標(biāo)準(zhǔn)。無論哪種方式，當(dāng)需要隔離產(chǎn)品時，聯(lián)系Wurth Electronics Midcom以獲得任何磁性需求是一個很好的起點。