2017-03-09 16:15:58

標準是一種資產——如果您了解它們的話

本文探討如何有效使用IEC(國際電工委員會)安全標準,以便從數百項可用標準中找出與問題相關的標準,探索設計的限製條件。IEC的標準和支持文件常常被設計人員視為累贅,但如果您對其包含的內容有一些了解,知道如何查找和使用它們,最重要的是知道從哪裏起步,那麼它們其實是一筆巨大的財富。本文將說明如何使用從多家安全機構免費獲得的信息來構建標準之間的關係圖。

設計工程師是富有創造力的一群人。在尺寸、成本和性能的約束範圍內優化電路設計,好比是藝術家在可用色彩和畫布類型的約束範圍內描繪肖像。設計工程師的調色盤就是各種可用元器件和最新的架構思想,結合一些原創貢獻,就能做出前所未有的東西。衡量設計成功與否的標準是簡潔和精致。不幸的是,對設計的簡潔性和精致性打擊最大的莫過於要遵從洋洋灑灑300頁的安全規則手冊,而且其中的一些指南看起來並無明確的道理。在處理安全標準上,工程師們似乎在兩個極端之間搖擺不定。

一個極端

第一個極端是對安全標準幾乎一無所知。例如,有這樣一名工程師,他從與別人關於水冷卻器的交談中了解到一些安全規則, 於是就奮勇前進,做出滿足這些經驗法則的最精致設計,期望在將原型送往安全機構認證時萬事大吉。這對於創新來說是極好的,但如果設計必須重來以滿足相關的標準,就很不劃算。更糟糕的情況是,某些不安全因素可能逃過認證過程的檢查,給最終客戶帶來傷害。

第二個極端是產品安全在設計中根深蒂固,形成了一種窒息創新的設計文化。每個設計都是基於之前的設計,行之有效的安全技術毫無變化地從一個設計沿用到另一個設計。這種方法通常會產生安全的產品,但不利於設計創新或改良,創造力被限製在項目的細小部分上。這無疑是安全的做法,但設計人員無成就感,而且會妨礙他們推出與競爭對手不同的突破性產品。例如,通過應用IEC 60112所述的相對漏電指數(CTI)測試,可以使實現尺寸更小的隔離器件。按照更高的CTI等級對封裝材料進行特性測試,可將封裝的爬電距離要求從8 mm降至4 mm,使器件尺寸縮小一倍或更多,進而可縮小PCB的整個隔離邊界和應用整體的尺寸。如果設計人員對標準做一些研究,找出解決之道,就能實現此類優化。

為了在這兩個極端之間取得平衡,設計人員有必要及時探查安全標準並評估器件和創新技術。但是,這些標準似乎高深莫測,難以把握。

IEC製定和維護的一係列標準應用最為廣泛,它發布了數百項世界通用的安全和兼容性標準。但是,設計人員怎麼才能知道必須購買、閱讀、應用哪些標準呢?所有標準都不是免費的,而且許多公司並沒有專職人員來協調安全標準。

解決之道

解決這個問題的一個簡單辦法是設計機構確定應用和行業適用的頂層係統標準,買下來並弄清楚。有時候,這不是像看起來那麼簡單。係統級標準代表了適用於產品預期用途的係統安全方麵多年經驗的精華。這些標準每隔幾年更新一次,以反映特定領域的最先進技術。標準本身是由行業領導者、學術界和安全認證機構組成的委員會進行編製和維護。係統級標準通常篇幅很長,可能多達600頁,其內容非常詳盡,據此足以做出大多數設計和測試決策,而不必購買其它文件。然而,每個係統級標準背後都有大量信息,這些信息可以厘清要求背後的思維過程,說明標準中潛藏的靈活性及其背後的思想。IEC標準的相互關係圖可以揭示係統級標準未明確反映的事情。

下麵通過一個例子說明從標準預覽中可以提取哪些信息,請參考圖1。它是信息技術係統級標準IEC 60950的“引用標準”圖。引用標準指關於某項主題的權威標準或文件,是應用原標準所不可缺少的文件。為了簡化該圖,使其不需要折頁,我們將其範圍限製在隔離相關的主題。文件按照其主要功能和在文件層級中的大致地位而分為若幹類別,具體包括:

1. 係統和零部件標準——代表探索的起點。
2. 協調文件——處理特定類型的安全問題,以便能被多種係統級標準使用。
3. 測試方法——以規範形式說明如何評估安全的某一方麵以確保獲得一致且可比較的結果。
4. 說明文件——解釋分析技術和設計原則。
5. 分類文件——將材料和環境分為業界商定的組別。

支持IEC 60950的絕緣相關文件網

圖1. 支持IEC 60950的絕緣相關文件網 

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