引言

随着音视频、信息技术产品和通信技术产品的融合发展，难以清晰界定产品的类别以适用不同的标准。为了适应产品的更新换代和新技术的应用，我国积极地推进IEC 62368-1标准的转化工作。GB 4943.1-2022已于2022年7月19日发布，于2023年8月1日实施，我们应关注新旧版本的差异，为产品的设计和研究提供一些指导。

　　1电引起的伤害

GB 4943.1-2022基于HBSE（Hazard Based Safety Engineering）的原则制定，引入了疼痛和伤害的三框图模型和安全的三框图模型，区分不同等级的能量源，并识别不同的能量传递原理以适用不同的安全防护等级^[1]。电能量源分为ES1、ES2和ES3三级，通过正常工作条件下、异常工作条件下和单一故障条件下的电压和电流来确定的（如图1所示）。相较于GB 4943.1-2011，对于部分产品的限值要求可能有所放宽。如GB 4943.1-2022 ES1的稳态电流限值0.5mA，而GB 4943.1-2011中限值为0.25mA，限值增加了一倍。另外，标准对产品的预期使用人员予以分类，包括一般人员、受过培训的人员和熟练技术人员，对各类人员的安全防护要求有差异。

图1 稳态ES1和ES2电能量源的限值

GB4943.1-2022中使用抗电强度试验确定电气间隙，不同于GB4943.1-2011的要求，电气间隙的限值要求比较低，企业的设计压力较小。引入抗电强度试验，对于检测方来说可以更全面地评估产品的符合性。

此外，考虑到新兴产品中应用绝缘液体代替空气构成安全防护，也增加了绝缘液体的要求。对于新型的安全防护元器件，如SPD，IC限流电容器等的要求也予以限制。整体上说，新版的标准对于现有及未来的产品有更大的适用性。

　　2关于插头放电试验的差异

2.1插头放电

插头放电是评估设备从供电电源断开连接器的瞬间，内部的储能元件（如电容器、ICX等）残余的电荷向外部电路释放的情况。电容放电依据以下公式，

其中：U₀为放电起始电压；t为放电时间；U为电容放电时刻t的电压值；τ为电容放电常数。由上述公式可知，放电时间由电阻的阻值Ｒ和电容的容值C决定。当C一定时，R越大，所需放电时间越长；反之，R越小，放电时间越短。

2.2插头放电试验差异

GB4943.1-2022中条款5.5.2.2规定了断开连接器后，如果电容器电压是可触及的，则应检测断开后2s时的可触及电压是否符合要求^[2]。GB4943.1-2011中仅在电容量超过0.1 uF时进行插头放电试验^[3]。另外，两版标准对于可触及电压的限值也不相同。GB4943.1-2011对放电的时间常数τ进行限制，而GB4943.1-2022则规定如果电能量源是一个电容器，则需要依据充电电压和电容量来划分能量级的级别。断开连接器后电容器的放电试验需要依据不同的使用类别及电容量来确定限值，如图2所示。GB4943.1-2022对于用作电容器放电安全防护的电阻器有进行要求，此项要求与GB8898-2011的要求类似。泄放电阻短路或开路故障试验一般选择开路其中一个泄放电阻，使整体回路电阻R变大，放电时间较长。如果电阻器符合5.5.6，则不需要承受模拟单一故障条件。

图2充电的电容器的电能量源限值

　　依据上述的分析，列出GB 4943.1-2022与GB 4943.1-2011针对插头放电的测试差异如表1。

表1  不同标准中插头放电的测试差异

　　3实例分析

某电源适配器的输入电压为100-240V，频率50Hz，输出：9V/3A。电路中L、N两端的XC₁电容为0.22 uF，4个串联的泄放电阻R₁-R_1.3（阻值相同，都为560kΩ，未经安全认证，需进行随机试验）。

电源适配器为一般人员使用，输出端子为ES1。

（1）测试电压为额定电压范围的上限1.1倍，264V；

（2）测试电压频率50Hz，使用示波器检测连接器断开后的从峰值衰减的放电波形。

测试：正常工作条件下，插头断开2s时，电压降为0V，符合图2中对应容值的ES1能量级60V的限值要求。

单一故障条件（R1断开），适配器带额定负载条件下，插头断开2s时，电压降为0V，也满足限值要求。

但是适配器不带载的条件下，多次测量时发现一个特殊的现象。正半周（L为＋时），电容两端电压在插头断开后2s能降为0，而负半周（N为＋时）电容放电不能符合要求。调换插头的L,N两极，负半周正常放电，正半周不能放电，2s时电压还保持202V，如图3所示。

图3正半周、负半周放电对比

图4样品工作等效电路（加黑部分为放电回路）

　　分析：样品工作的等效电路见图4。当R₁断开后,带载情况下，次级电路电压已经建立，U₁和Q₁处于工作状态，插头残余的能量通过隔离变压器TR1将能量传递至负载顺利耗尽。