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案例背景

研究對象：某型多士爐的電子元件短路測試

測試依據(jù)：GB/T 4706.1-2024《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》標準19.11.2-19.11.3非正常工作電子線路故障條款

核心爭議：短路時序選擇（上電前短路 vs 運行中短路）對測試結(jié)果的影響

 

一標準條款解析

關(guān)鍵條款19.11.3規(guī)定：

"在器具啟動前或啟動后任意時間點對保護電子電路施加單故障，以取得最不利試驗條件"

測試原則：

1. 時序開放性：允許選擇產(chǎn)品啟動前/運行中任一階段進行短路操作

2. 結(jié)果導(dǎo)向性：需通過多次試驗確定最嚴苛的故障條件

3. 全周期覆蓋：需考慮故障施加后整個運行周期的影響

測試維度（基于19.11.2）：

功能性絕緣短路

元件開路/短路

功率器件失效等7類故障模式

 

二多士爐案例的差異化表現(xiàn)

 

圖1  多士爐電氣原理圖

 

正常工作原理是：VCC 5V通過R18||NTC、VR||R9,R7給電容C3充電，IC6腳OSC既是輸入input也是輸出output腳，IC6腳周期性給C3放電，形成振蕩波形信號，如圖2所示，供IC內(nèi)部使用。

圖2  IC芯片6腳電壓波形（C3上電壓）

 

電路結(jié)構(gòu)：VCC 5V→R18||NTC、VR||R9,R7→電容C3→IC芯片（振蕩信號發(fā)生器）

 

測試對比見表1：

短路時序	測試現(xiàn)象	安全判定	機理分析
上電前短路C3	按鍵觸發(fā)后立即復(fù)位，無異常溫升	合格	系統(tǒng)無法建立振蕩信號，定時功能失效
運行中短路C3	持續(xù)加熱導(dǎo)致外殼軟化，帶電部件暴露	不合格	振蕩信號突失導(dǎo)致定時器"凍結(jié)"，進入無限加熱循環(huán)

技術(shù)啟示：

時序敏感性：電容在充放電周期不同階段的短路將引發(fā)連鎖反應(yīng)

狀態(tài)依賴性：運行中電路可能處于非穩(wěn)態(tài)，故障傳播路徑更復(fù)雜

隱性風(fēng)險：某些故障僅在產(chǎn)品達到穩(wěn)定工作狀態(tài)后才會顯現(xiàn)

 

三測試方法優(yōu)化建議

1.雙重驗證機制

必須執(zhí)行兩種時序測試（至少包含啟動前/運行中階段各一次）

優(yōu)先選擇運行中短路作為極端條件測試場景

2. 動態(tài)監(jiān)測要求

采用示波器實時跟蹤IC引腳波形（如圖2所示C3電壓波形）

記錄故障施加后系統(tǒng)狀態(tài)遷移過程（如：定時器中斷→無限循環(huán)）

3. 故障樹分析法

建議構(gòu)建時序相關(guān)的故障樹模型，識別關(guān)鍵路徑

 

四標準應(yīng)用指引

判定優(yōu)先級：

最不利原則 > 操作便捷性
即使標準允許任意時序操作，仍須通過實驗確定最嚴苛條件

特殊情形處理：

對于含儲能元件的電路（如本案例電容C3），需在充放電峰值時施加短路

涉及PTC/NTC等敏感元件時，需結(jié)合IEC 60738-1等專項標準補充測試

 

五結(jié)論

本案例驗證了短路時序?qū)y試結(jié)果的顯著性影響，建議：

1. 將"運行中短路"納入強制性測試項

2. 建立動態(tài)電路狀態(tài)監(jiān)測體系

3. 針對時序敏感電路制定專項測試規(guī)程

標準條款

GB/T 4706.1-2024《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》標準

19.11.2 要考慮下列的故障情況，而且如有必要，要每次施加一個故障，并考慮隨之發(fā)生的間接故障。

a) 如果電氣間隙和爬電距離小于第29章中的規(guī)定值，則功能性絕緣短路；

b) 任何元件接線端處開路；

c）電容器的短路，符合IEC 60384-14的電容器除外；

d) 非集成電路電子元件的任何兩個接線端處的短路，該故障情況不施加在光耦合器的兩個電路之間；

e）三端雙向可控硅開關(guān)元件以二極管方式失效；

f) 集成電路的失效。要考慮集成電路故障條件下所有可能的輸出信號。如果能表明不可能產(chǎn)生一個特殊的信號，則其有關(guān)的故障可不考慮。

g) 電子功率開關(guān)器件在都分導(dǎo)通模式下失去門極(基極)控制而失效。

注1：這一模式可以由下述方式得到：斷開電子功率開關(guān)裝置的柵極(基極)，并在柵極(基極)和源極(發(fā)射極)之間接入外部可調(diào)電源。調(diào)節(jié)此電源，使電流處于不會損害電子功率開關(guān)裝置的最嚴酷狀態(tài)。

注2：電子功率開關(guān)裝置的示例為場效應(yīng)晶體管(場效應(yīng)晶體管和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)和雙極型晶體管(包含絕緣柵雙極型晶體管)。

如果電路不能用其他方法評估，故障情況施加到封裝的和類似的元件。

正溫度系數(shù)電阻器如果在制造商規(guī)定范圍內(nèi)使用，則不短路。但是，PTC-S熱敏電阻要被短路，符合IEC60738-1的除外。

另外，連接低功率點與低功率測量的電源極，使每個低功率電路短路為模擬故障情況，器具要在第11章規(guī)定的條件下工作，但以額定電壓供電。當(dāng)模擬任何一個故障情況時，試驗持續(xù)的時間為：

——如果故障不能由使用者識別，例如溫度的變化，則按11.7的規(guī)定，但僅持續(xù)一個工作循環(huán)；

——如果故障能被使用者識別，例如食品加工器具的電動機停轉(zhuǎn)，則按19.7的規(guī)定；——對與電源持續(xù)連接的電路，例如待機電路，應(yīng)直到穩(wěn)定狀態(tài)建立。

在每種情況下，如果器具內(nèi)部發(fā)生非自復(fù)位斷電，則試驗結(jié)束。

19.11.3 如果器具裝有使器具符合第19章要求的保護電子電路，則應(yīng)進行如下試驗：

在器具啟動前或器具啟動后的任意時間點，對保護電子電路依次施加19.11.2中a)～g)規(guī)定的單故障，以取得最不利的試驗條件。

如果對保護電子電路施加故障后，器具能夠運行，則器具按以下步驟進一步試驗。

對于連續(xù)運行的器具，運行至穩(wěn)定條件。然后重復(fù)第19章的相關(guān)試驗。

對于其他器具，運行一個周期。然后重復(fù)第19章的相關(guān)試驗。

注：按照19.13要求對試驗結(jié)果進行判定。