Comprendre les normes de sécurité pour les appareils intelligents

A quelles normes d'alimentation IEC devez-vous vous familiariser lors de la conception d'appareils intelligents ? Cet article détaille la classification des appareils ménagers intelligents et les exigences d'alimentation pour leur conception.

Le marché des appareils intelligents continue sans aucun doute de croître rapidement, de même que le secteur des appareils intelligents. Selon Statista, les revenus du segment de marché des appareils intelligents devraient atteindre 38,4 milliards de dollars cette année, avec 262 millions de foyers qui devraient utiliser des appareils intelligents d'ici 2025. Et les types d'appareils intelligents disponibles se sont étendus pour inclure les micro-ondes, les réfrigérateurs, les thermostats , fours, friteuses, machines à glaçons et autocuiseurs.

Figure 1. (À gauche) Réfrigérateur intelligent avec écran haute définition. (À droite) Laveuse et sécheuse intelligentes avec connectivité Wi-Fi.

L'utilisation d'appareils intelligents et de l'IoT (Internet des objets) se développe également dans toute la maison, allant des sonnettes intelligentes pour la porte d'entrée aux thermostats intelligents encore plus avancés qui peuvent optimiser la consommation d'énergie et aux réfrigérateurs intelligents qui peuvent vous alerter lorsque certains articles sont courir bas.

Les appareils électroménagers intelligents doivent se conformer à un ensemble de normes différent de celui des autres appareils intelligents, et la conformité à ces normes doit commencer dès la phase de conception. En particulier, le respect des bonnes normes en matière d'alimentation est essentiel pour réussir sur le marché en pleine croissance des appareils électroménagers intelligents.

Identifier et suivre la norme appropriée dès que possible dans la phase de conception peut simplifier la prise de décision et raccourcir le délai de mise sur le marché.

Appareils ménagers intelligents

Les appareils électroménagers ne sont plus aussi simples qu'ils l'étaient par le passé et ils tirent rapidement parti des capacités de l'IoT (Internet des objets) et des systèmes intelligents. Les appareils peuvent avoir des écrans graphiques et une connectivité sans fil qui les rendent très similaires aux applications ITE (Information Technology Equipment), mais ils diffèrent des appareils intelligents classés comme ITE, ICT (Information and Communications Technology) et AV (Audio Video).

Les principales différences résident dans la façon dont ils sont utilisés, qui sont les utilisateurs, où ils sont utilisés et comment les utilisateurs peuvent interagir avec eux. Par exemple, les téléviseurs intelligents classés comme appareils intelligents, que l'on trouve dans les salons et les chambres à coucher des gens du monde entier, ont permis de profiter beaucoup plus facilement des divertissements en direct et en streaming. Cependant, contrairement aux téléviseurs du passé, les téléviseurs intelligents dépendent fortement des connexions de données.

D'autre part, les réfrigérateurs intelligents se trouvent dans la cuisine où ils peuvent prendre des décisions basées sur l'intelligence artificielle et communiquer avec d'autres appareils et applications pour accomplir des tâches qui incluent l'envoi d'alertes aux utilisateurs que certains produits sont bas ou passer des commandes au nom des utilisateurs. .

Les appareils électroménagers intelligents peuvent être programmés par l'utilisateur et fournir une automatisation à un certain niveau (par exemple, allumer la cafetière à 6 heures du matin ou régler le thermostat à une température plus élevée lorsque tout le monde est parti de la maison), mais aussi prendre des décisions par eux-mêmes via l'intelligence artificielle (par exemple, régler les paramètres du thermostat pour minimiser la consommation d'énergie). Ce type d'utilisation peut impliquer plus d'interconnectivité que les appareils intelligents traditionnels et implique plusieurs interfaces (c'est-à-dire interagir avec les utilisateurs, interagir avec d'autres appareils, communiquer avec les applications). Et la clé pour déterminer la bonne approche pour concevoir et alimenter de tels dispositifs réside dans la norme IEC 60335-1.

Normes de sécurité pour les appareils électroménagers

La norme de sécurité pour les appareils ménagers (y compris les appareils ménagers intelligents) est la CEI 60335-1, qui est similaire à certains égards à la CEI 60950 et à la CEI 62368-1. Cependant, pour tenir compte des appareils électroménagers intelligents, la norme IEC 60335-1 reconnaît que les appareils électroménagers modernes peuvent être connectés à Internet et sont susceptibles d'avoir des commandes électroniques, par opposition aux commandes manuelles.

Les normes plus récentes, dont la norme IEC 62368-1, se concentrent sur l'ingénierie de la sécurité basée sur les risques (HBSE). Cela signifie que les sources d'énergie potentiellement dangereuses et les mécanismes qui pourraient permettre aux transferts d'énergie de se produire sont identifiés et des mesures sont prises pour les empêcher. Et non seulement des garde-fous sont mis en place, mais leur efficacité doit être évaluée.

Harmonisation des normes

L'harmonisation des normes pour les appareils électroménagers, y compris les modèles intelligents, est assez difficile. La CEI 60335-1 a, en Amérique du Nord, été utilisée comme base pour une norme trinationale entre le Mexique (NMX-J-531/1-ANCE), les États-Unis (UL 60335-1) et le Canada (CAN/ CSA-C22.2 n° 60335-1). Notez, cependant, que les États-Unis ne reconnaissent pas toutes les 100+ normes partie 2 de l'UL 60335 relatives à des produits spécifiques. Contrairement aux États-Unis, la norme européenne EN 60335-1 reconnaît la plupart des normes de la partie 2.

Comparaison des normes d'alimentation IEC :IEC 60950, IEC 62368 et IEC 60335

Il existe quelques différences entre la CEI 60950, la CEI 60335 et la CEI 62368 dans le contexte des alimentations électriques, et il est souvent vrai que la meilleure façon de se familiariser avec une nouvelle norme est de la comparer à une norme existante. Dans la plupart des cas, la CEI 60335 est plus stricte que la CEI 63268 et son prédécesseur omniprésent, la CEI 60950. Ce qui suit compare la CEI 60335 à la norme de référence bien connue 60950 pour les équipements informatiques, le tout dans le contexte des alimentations et des adaptateurs externes.

Exigences de fuite actuelles

Tenir compte des fuites de courant :la norme CEI 60335 limite le courant de fuite à 0,75 mA pour les appareils portables et à 3,5 mA pour les appareils fixes.

La CEI 60950, cependant, a trois catégories différentes (portable, mobile et fixe), et le courant de fuite pour ces trois catégories (y compris portable) est le même que celui requis par la CEI 60335 pour les appareils fixes :3,5 mA.

Exigences relatives aux lignes de fuite

Les exigences de ligne de fuite pour les tensions de fonctionnement comprises entre 250 VAC et 300 VAC avec isolation renforcée sont les suivantes :IEC 60950 requiert 6,4 mm tandis que IEC 60335 requiert 8,0 mm. En gardant à l'esprit que la ligne de fuite, comme illustré à la Figure 2, fait référence au chemin le plus court le long de la surface d'isolation entre deux pièces conductrices, la CEI 60335 est plus stricte.

Figure 2. (En haut) Exemple de distance de dégagement. (En bas) Exemple de ligne de fuite.

Cependant, pour le jeu (qui est la distance entre deux pièces conductrices dans l'air) dans les mêmes conditions de travail, la norme IEC 60950 requiert 4,0 mm et la norme IEC 60335 n'exige que 3,5 mm.

Exigences de tension d'isolement

Un autre exemple de différences réside dans la tension d'isolement, qui fait référence à la tension maximale appliquée pendant une courte période entre l'entrée et la sortie d'une alimentation ou le châssis.

La CEI 60950 définit une valeur fixe pour l'isolation entrée-sortie de 3 kV et une tension de fonctionnement sortie-terre maximale de 500 V. La CEI 60335, en revanche, ne définit qu'une exigence de tension d'isolation entrée-sortie de 2,4 kV + (Tension de travail x 2,4) sans tension de fonctionnement maximale de sortie à la terre.

Conformité aux normes IEC 60335-1 avec les alimentations CUI

Trouver la bonne alimentation qui répond à l'ensemble de normes correct est essentiel au succès sur le marché croissant (et hautement concurrentiel) des appareils intelligents. Cependant, il peut être difficile de naviguer dans la norme IEC 60335-1 pour s'assurer que l'alimentation ou l'adaptateur est entièrement conforme.

Les alimentations CUI sont conçues pour répondre aux normes strictes de la CEI 60335-1. La première est la série PBO-3C/5C/10C (3-10 W), illustrée à la Figure 3, qui sont des alimentations CA-CC à châssis ouvert montées sur carte dans un boîtier SIP ultra-compact. Non seulement ils conviennent aux applications avec un espace limité, mais ils sont également des solutions économiques pour les applications à faible consommation d'énergie.

Figure 3. (Gauche) PBO-3C, (Centre) PBO-5C, (Droite) PBO-10C.

La prochaine gamme de produits est la série PSK-3D/5D/10D/15D/20D/25D (3-25 W) d'alimentations CA-CC encapsulées à montage sur carte avec une conception compacte, une plage de tension d'entrée entre 85 et 305 VCA, et une large plage de températures de fonctionnement.

Enfin, les alimentations VOF-100C/120C/180C/200C/225C/350C (100-350W) sont également des alimentations AC-DC à montage ouvert. Ils sont conçus pour réduire la consommation électrique en veille et la consommation électrique globale et sont certifiés IEC 62368, 60335 et 61558.

Le site Web de CUI fournit une variété d'outils et de ressources nécessaires pour trouver des alimentations certifiées IEC 60335-1. Il propose également des supports tels que des notes d'application, des vidéos, etc.

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