電源板堪稱電子設備的“心臟”,其安全性、電磁兼容性以及能效表現,直接決定了整機的質量與用戶體驗。我國已構建起一套以強制性“3C”認證為核心、推薦性標準為技術支撐的電源板國家標準框架,該框架涵蓋基礎安全、電磁兼容、能效、環(huán)保四大關鍵維度。
家用電器電源板的安全至關重要,必須滿足 GB 4706.1 - 2005《家用和類似用途電器的安全 第 1 部分:通用要求》。此標準重點考核防觸電、耐潮濕、絕緣電阻、泄漏電流以及異常溫升等關鍵指標,確保電源板在正常使用及可預見的誤用情況下,不會對用戶造成觸電、火災等危險。
對于電視、音響等影音設備,電源板除需符合上述通用要求外,還需同步執(zhí)行 GB 8898 - 2011《音頻、視頻及類似電子設備 安全要求》。該標準針對影音設備的特性,對高壓爬電距離、阻燃等級提出了更為嚴格的要求。例如,在高壓環(huán)境下,爬電距離需滿足特定數值,以防止電弧產生引發(fā)危險;阻燃等級方面,要求材料具有更高的阻燃性能,降低火災風險。
這兩項標準均明確要求,電源板在單一故障條件下仍要保證用戶安全。也就是說,即使電源板出現某個部件故障,也不能引發(fā)安全事故,這成為 3C 認證最基礎的測試依據。只有通過相關測試,產品才能獲得 3C 認證,進入市場銷售。
隨著 5G、Wi - Fi 6 等技術的廣泛普及,電源板自身的開關噪聲對外輻射以及抗擾度表現,成為監(jiān)管的重點關注對象。
現行方案以 GB/T 17626.2(靜電放電)、GB/T 17626.3(射頻輻射場)、GB/T 17626.4(快速瞬變脈沖群)為核心標準。這些標準詳細規(guī)定了電源板在不同電磁環(huán)境下的性能要求。例如,在靜電放電測試中,要求電源板在±8 kV 接觸放電的情況下,不能出現復位、死機或輸出漂移等問題;在射頻輻射場測試中,需在 10 V/m 輻射場環(huán)境下正常工作;對于快速瞬變脈沖群測試,電源板要在±2 kV 脈沖群注入時保持穩(wěn)定運行。
對于軌道交通、數據中心等對電磁環(huán)境要求極為嚴苛的場景,電源板還需滿足更嚴格的 GB/T 15153.1 - 1998《遠動設備及系統(tǒng)》電磁兼容附加要求。這些附加要求進一步提高了電源板在復雜電磁環(huán)境下的適應能力,確保其穩(wěn)定可靠運行。
在“雙碳”目標的背景下,電源板的效率以及待機功耗被納入綠色產品評價的重要指標。GB/T 19267《信息技術設備 能效限定值及能效等級》對電源板效率進行了明確劃分,共分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三級。其中,Ⅰ級能效要求電源板效率≥90%,待機功耗≤0.3 W。這意味著電源板在正常工作時要高效節(jié)能,在待機狀態(tài)下也要盡可能降低功耗,減少能源浪費。
同時,環(huán)保要求也日益嚴格。濕膜鍍金電源板須符合《中華人民共和國環(huán)境保護法》對重金屬排放、VOCs(揮發(fā)性有機化合物)限值的規(guī)定。為了減少對環(huán)境的污染,鼓勵電源板生產企業(yè)采用無鉛焊料與可回收阻燃劑。無鉛焊料的使用可以避免鉛等重金屬對土壤和水源的污染,可回收阻燃劑則能在產品報廢后進行回收再利用,降低資源消耗和環(huán)境污染。
在鐵路、電力等工業(yè)場景中,電源板面臨著更為惡劣的環(huán)境條件,因此需要隨整機通過 GB/T 2423 系列環(huán)境試驗。這些試驗包括 -40 ℃~ +70 ℃的溫度循環(huán)試驗,模擬電源板在不同溫度環(huán)境下的工作情況;海拔 5000 m 的低氣壓試驗,檢驗電源板在高海拔地區(qū)的適應能力;40 g 沖擊試驗以及 5 Hz~200 Hz 振動試驗,測試電源板在受到沖擊和振動時的可靠性。
此外,還需引用 GB/T 4588.3 - 2002《印制板設計與使用》對 PCB(印刷電路板)進行結構性復核。該標準對 PCB 的銅箔厚度、爬電距離、阻燃等級(V - 0)等方面都有明確規(guī)定。例如,合適的銅箔厚度能保證電路的導電性能和散熱性能;規(guī)定的爬電距離可防止電路之間因爬電而引發(fā)短路;V - 0 級阻燃等級要求材料在遇到明火時能迅速自熄,減少火災隱患。通過這些結構性復核,確保電源板具有十年以上的壽命周期,滿足工業(yè)場景的長期使用需求。
下一步,國家標準擬將能效、環(huán)保指標由推薦性轉為強制性,并統(tǒng)一納入 3C 認證體系。這意味著未來電源板生產企業(yè)必須嚴格遵守能效和環(huán)保方面的強制性標準,否則產品將無法通過 3C 認證,無法進入市場。這一舉措將進一步推動電源板行業(yè)向高效節(jié)能、綠色環(huán)保的方向發(fā)展。
針對集成無線充電線圈的電源板,正在制定 GB/T ××××《無線電能發(fā)射設備安全要求》。該標準將重點規(guī)范線圈溫升、異物檢測與電磁暴露等關鍵問題。例如,規(guī)定線圈在工作過程中的溫升范圍,防止因過熱引發(fā)安全隱患;要求具備異物檢測功能,當檢測到充電區(qū)域有金屬異物時能及時停止充電,避免發(fā)生危險;對電磁暴露進行限制,保障用戶在使用無線充電設備時的健康安全。
借鑒醫(yī)療器械的經驗,電源板嵌入式軟件需符合《醫(yī)療器械軟件注冊技術審查指導原則》的 C 級安全模型。未來,這一要求有望推廣至消費電子領域,實現固件版本云端追溯。通過數字孿生技術,可以對電源板的設計、生產、使用等全過程進行模擬和分析,提前發(fā)現潛在問題;而固件版本云端追溯則能方便企業(yè)對產品進行管理和維護,及時更新固件,提高產品的安全性和可靠性。
電源板雖體積小巧,卻對整機的安全、能效與環(huán)保起著至關重要的作用。在日益嚴格的合規(guī)審查和激烈的市場競爭環(huán)境下,電源板生產企業(yè)只有從設計源頭對標上述國家標準,提前布局綠色制造與數字化追溯,才能在市場中占據有利地位,實現可持續(xù)發(fā)展。
