Compreendendo os padrões de segurança para aparelhos inteligentes

Com quais padrões de energia IEC você deve estar familiarizado ao projetar aparelhos inteligentes? Este artigo analisa a classificação de dispositivos domésticos inteligentes e os requisitos de energia para seu projeto.

O mercado de dispositivos inteligentes, sem dúvida, continua crescendo rapidamente, assim como o setor de eletrodomésticos. De acordo com o Statista, a receita no segmento de mercado de aparelhos inteligentes deve chegar a US $ 38,4 bilhões este ano, com 262 milhões de residências previstas para usar aparelhos inteligentes até 2025. E os tipos de aparelhos inteligentes disponíveis se expandiram para incluir microondas, geladeiras, termostatos , fornos, fritadeiras de ar, fabricantes de gelo e panelas de pressão.

Figura 1. (Esquerda) Geladeira inteligente com display de alta definição. (À direita) Lavadora e secadora inteligente com conectividade Wi-Fi.

O uso de dispositivos inteligentes e IoT (Internet of Things) estão crescendo em toda a casa também, estendendo-se de campainhas inteligentes para a porta da frente até termostatos inteligentes mais avançados que podem otimizar o uso de energia e geladeiras inteligentes que podem alertá-lo quando certos itens estão ficando baixo.

Os eletrodomésticos inteligentes devem estar em conformidade com um conjunto diferente de padrões de outros dispositivos inteligentes, e a conformidade com esses padrões deve começar durante a fase de design. Em particular, a conformidade com os padrões corretos relacionados à energia é crítica para o sucesso no crescente mercado de eletrodomésticos inteligentes.

Identificar e seguir o padrão apropriado o mais cedo possível na fase de projeto pode simplificar a tomada de decisões e reduzir o tempo de colocação no mercado.

Eletrodomésticos inteligentes

Os eletrodomésticos não são tão simples como eram no passado e estão tirando proveito rapidamente dos recursos de IoT (Internet das coisas) e dos sistemas inteligentes. Os aparelhos podem ter telas gráficas e conectividade sem fio que os torna muito semelhantes aos aplicativos ITE (Equipamento de Tecnologia da Informação), mas eles diferem dos dispositivos inteligentes classificados como ITE, ICT (Tecnologia da Informação e Comunicação) e AV (Áudio e Vídeo).

As principais diferenças residem em como eles são usados, quem são os usuários, onde são usados ​​e como os usuários podem interagir com eles. Por exemplo, as televisões inteligentes classificadas como aparelhos inteligentes, encontradas nas salas de estar e nos quartos de pessoas em todo o mundo, tornaram muito mais fácil aproveitar as vantagens do entretenimento ao vivo e por streaming. No entanto, ao contrário dos televisores do passado, os televisores inteligentes dependem muito de conexões de dados.

Por outro lado, geladeiras inteligentes são encontradas na cozinha, onde podem tomar decisões com base em inteligência artificial e se comunicar com outros dispositivos e aplicativos para realizar tarefas que incluem o envio de alertas aos usuários de que certos produtos estão acabando ou fazendo pedidos em nome dos usuários .

Os eletrodomésticos inteligentes podem ser programados pelo usuário e fornecer automação em algum nível (por exemplo, ligar a cafeteira às 6h ou definir o termostato para uma temperatura mais alta quando todos estiverem fora de casa), mas também tomar decisões por conta própria via inteligência artificial (por exemplo, ajuste as configurações do termostato para minimizar o consumo de energia). Este tipo de uso pode envolver mais interconectividade do que os dispositivos inteligentes tradicionais e envolve várias interfaces (ou seja, interagir com usuários, interagir com outros dispositivos, comunicar-se com aplicativos). E a chave para determinar a abordagem correta para projetar e alimentar esses dispositivos está no padrão IEC 60335-1.

Padrões de segurança para eletrodomésticos

O padrão de segurança para eletrodomésticos (incluindo eletrodomésticos inteligentes) é IEC 60335-1, que é semelhante em alguns aspectos ao IEC 60950 e IEC 62368-1. No entanto, para levar em conta os eletrodomésticos inteligentes, o padrão IEC 60335-1 reconhece que os eletrodomésticos modernos podem ser conectados à Internet e provavelmente terão controles eletrônicos, em vez de manuais.

Os padrões mais recentes, incluindo IEC 62368-1, enfocam a Engenharia de Segurança Baseada em Perigos (HBSE). Isso significa que as fontes de energia potencialmente perigosas e os mecanismos que podem permitir a ocorrência de transferências de energia são identificados e medidas são tomadas para evitá-los. E não apenas as salvaguardas são postas em prática, mas sua eficácia deve ser avaliada.

Harmonização de padrões

Harmonizar os padrões para eletrodomésticos, incluindo modelos inteligentes, é bastante desafiador. O IEC 60335-1 foi, na América do Norte, usado como base para um padrão tri-nacional entre o México (NMX-J-531/1-ANCE), os Estados Unidos (UL 60335-1) e o Canadá (CAN / CSA-C22.2 No. 60335-1). Observe, entretanto, que os Estados Unidos não reconhecem todos os mais de 100 padrões da parte 2 da UL 60335 relacionados a produtos específicos. Ao contrário dos Estados Unidos, o padrão europeu EN 60335-1 reconhece a maioria dos padrões da parte 2.

Comparando os padrões de energia IEC:IEC 60950, IEC 62368 e IEC 60335

Existem algumas diferenças entre IEC 60950, IEC 60335 e IEC 62368 no contexto de fontes de alimentação, e muitas vezes é verdade que a melhor maneira de se familiarizar com um novo padrão é compará-lo com um padrão existente. Na maioria dos casos, o IEC 60335 é mais rigoroso do que o IEC 63268 e seu predecessor onipresente, o IEC 60950. A seguir, o IEC 60335 compara o conhecido padrão 60950 de referência para equipamentos de tecnologia da informação, tudo no contexto de fontes de alimentação e adaptadores externos.

Requisitos de vazamento atuais

Considere o vazamento de corrente:O padrão IEC 60335 limita a corrente de vazamento a 0,75 mA para aparelhos portáteis e 3,5 mA para aparelhos fixos.

IEC 60950, no entanto, tem três categorias diferentes (portátil, móvel e estacionário), e a corrente de fuga para todos os três (incluindo portátil) é a mesma que o IEC 60335 requer para aparelhos estacionários:3,5 mA.

Requisitos de Creepage

Os requisitos de fuga para tensões de trabalho entre 250 VAC e 300 VAC com isolamento reforçado são os seguintes:IEC 60950 requer 6,4 mm enquanto IEC 60335 requer 8,0 mm. Tendo em mente que o escoamento, conforme mostrado na Figura 2, se refere ao caminho mais curto ao longo da superfície de isolamento entre duas partes condutoras, o IEC 60335 é mais rigoroso.

Figura 2. (Topo) Exemplo de distância de folga. (Parte inferior) Exemplo de distância de fuga.

No entanto, para a folga (que é a distância entre duas partes condutoras através do ar) nas mesmas condições de trabalho, o IEC 60950 requer 4,0 mm e o IEC 60335 requer apenas 3,5 mm.

Requisitos de tensão de isolamento

Outro exemplo de diferença está na tensão de isolamento, que se refere à tensão máxima aplicada por um curto período entre a entrada e a saída de uma fonte de alimentação ou chassi.

IEC 60950 define um valor fixo para isolamento de entrada para saída de 3 kV e uma tensão de trabalho de saída para terra máxima de 500 V. IEC 60335, por outro lado, define apenas um requisito de tensão de isolamento de entrada para saída de 2,4 kV + (tensão de trabalho x 2,4) sem tensão de trabalho de saída para terra máxima.

Atendendo às normas IEC 60335-1 com fontes de alimentação CUI

Encontrar a fonte de alimentação certa que atenda ao conjunto correto de padrões é vital para o sucesso no crescente (e altamente competitivo) mercado de aparelhos inteligentes. No entanto, navegar pelo padrão IEC 60335-1 para certificar-se de que a fonte de alimentação ou o adaptador é totalmente compatível pode ser um desafio.

As fontes de alimentação da CUI são projetadas para atender aos rígidos padrões da IEC 60335-1. A primeira é a série PBO-3C / 5C / 10C (3-10W), mostrada na Figura 3, que são fontes de alimentação AC-DC de montagem em placa aberta em um pacote SIP ultracompacto. Eles não são apenas adequados para aplicações com espaço limitado, mas também são soluções econômicas para aplicações com baixa demanda de energia.

Figura 3. (Esquerda) PBO-3C, (Meio) PBO-5C, (Direita) PBO-10C.

A próxima linha de produtos é a série PSK-3D / 5D / 10D / 15D / 20D / 25D (3-25W) de fontes de alimentação AC-DC de montagem em placa encapsulada com um design compacto, uma faixa de tensão de entrada entre 85 e 305 VAC, e uma ampla faixa de temperatura operacional.

Finalmente, a série VOF-100C / 120C / 180C / 200C / 225C / 350C (100-350W) de fontes de alimentação também são fontes de alimentação AC-DC de montagem aberta. Eles são projetados para reduzir o consumo de energia em espera e o consumo geral de energia e são certificados para IEC 62368, 60335 e 61558.

O site da CUI fornece uma variedade de ferramentas e recursos necessários para encontrar fontes de alimentação com qualificação IEC 60335-1. Ele também oferece materiais como notas de aplicação, vídeos e muito mais.

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