Comprensión de los estándares de seguridad para electrodomésticos inteligentes

¿Con qué estándares de alimentación IEC debería estar familiarizado al diseñar electrodomésticos inteligentes? Este artículo desglosa la clasificación de dispositivos domésticos inteligentes y los requisitos de energía para su diseño.

El mercado de los dispositivos inteligentes, sin duda, sigue creciendo rápidamente, al igual que el sector de los dispositivos inteligentes. Según Statista, se espera que los ingresos en el segmento de mercado de electrodomésticos inteligentes alcancen los $ 38.4 mil millones este año, y se prevé que 262 millones de hogares usarán electrodomésticos inteligentes para 2025. Y los tipos de electrodomésticos inteligentes disponibles se han expandido para incluir microondas, refrigeradores y termostatos. , hornos, freidoras, fábricas de hielo y ollas a presión.

Figura 1. (Izquierda) Refrigerador inteligente con pantalla de alta definición. (Derecha) Lavadora y secadora inteligentes con conectividad Wi-Fi.

El uso de dispositivos inteligentes e IoT (Internet de las cosas) también está creciendo en toda la casa, y se extiende desde timbres inteligentes para la puerta de entrada hasta termostatos inteligentes aún más avanzados que pueden optimizar el uso de energía y refrigeradores inteligentes que pueden alertarle cuando ciertos artículos están disponibles. corriendo lento.

Los electrodomésticos inteligentes deben cumplir con un conjunto de estándares diferente al de otros dispositivos inteligentes, y el cumplimiento de esos estándares debe comenzar durante la fase de diseño. En particular, el cumplimiento de los estándares adecuados relacionados con la energía es fundamental para el éxito en el creciente mercado de electrodomésticos inteligentes.

Identificar y seguir el estándar apropiado lo antes posible en la fase de diseño puede simplificar la toma de decisiones y acortar el tiempo de comercialización.

Electrodomésticos inteligentes

Los electrodomésticos no son tan simples como lo eran en el pasado y están aprovechando rápidamente las capacidades y los sistemas inteligentes de IoT (Internet de las cosas). Los dispositivos pueden tener pantallas gráficas y conectividad inalámbrica que los hace muy similares a las aplicaciones ITE (equipos de tecnología de la información), pero se diferencian de los dispositivos inteligentes clasificados como ITE, ICT (tecnología de la información y las comunicaciones) y AV (audio y video).

Las principales diferencias radican en cómo se utilizan, quiénes son los usuarios, dónde se utilizan y cómo los usuarios pueden interactuar con ellos. Por ejemplo, los televisores inteligentes clasificados como electrodomésticos inteligentes, que se encuentran en las salas de estar y los dormitorios de personas en todo el mundo, han hecho que sea mucho más fácil aprovechar el entretenimiento en vivo y en tiempo real. Sin embargo, a diferencia de los televisores del pasado, los televisores inteligentes dependen en gran medida de las conexiones de datos.

Por otro lado, los refrigeradores inteligentes se encuentran en la cocina donde pueden tomar decisiones basadas en inteligencia artificial y comunicarse con otros dispositivos y aplicaciones para realizar tareas que incluyen enviar alertas a los usuarios de que ciertos productos se están agotando o realizar pedidos en nombre de los usuarios. .

Los electrodomésticos inteligentes pueden ser programados por el usuario y proporcionar automatización en algún nivel (por ejemplo, encender la cafetera a las 6 a.m. o configurar el termostato a una temperatura más alta cuando todos se hayan ido de la casa), pero también tomar decisiones por su cuenta. mediante inteligencia artificial (p. ej., ajuste la configuración del termostato para minimizar el consumo de energía). Este tipo de uso puede implicar más interconectividad que los dispositivos inteligentes tradicionales e implica múltiples interfaces (es decir, interactuar con los usuarios, interactuar con otros dispositivos, comunicarse con las aplicaciones). Y la clave para determinar el enfoque correcto para diseñar y alimentar dichos dispositivos radica en el estándar IEC 60335-1.

Normas de seguridad para electrodomésticos

El estándar de seguridad para electrodomésticos (incluidos los electrodomésticos inteligentes) es IEC 60335-1, que es similar en algunos aspectos a IEC 60950 e IEC 62368-1. Sin embargo, para tener en cuenta los electrodomésticos inteligentes, la norma IEC 60335-1 reconoce que los electrodomésticos modernos pueden estar conectados a Internet y es probable que tengan controles electrónicos, en lugar de manuales.

Los estándares más nuevos, incluida la IEC 62368-1, se centran en la ingeniería de seguridad basada en peligros (HBSE). Esto significa que se identifican las fuentes de energía potencialmente peligrosas y los mecanismos que podrían permitir que ocurran las transferencias de energía, y se toman las medidas para prevenirlas. Y no solo se implementan salvaguardas, sino que se debe evaluar su efectividad.

Armonización de estándares

Armonizar las normas para los electrodomésticos, incluidos los modelos inteligentes, es un gran desafío. IEC 60335-1 se ha utilizado, en Norteamérica, como base para un estándar trinacional entre México (NMX-J-531/1-ANCE), Estados Unidos (UL 60335-1) y Canadá (CAN / CSA-C22.2 No. 60335-1). Sin embargo, tenga en cuenta que Estados Unidos no reconoce todas las más de 100 normas de la parte 2 de UL 60335 relacionadas con productos específicos. A diferencia de los Estados Unidos, la norma europea EN 60335-1 reconoce la mayoría de las normas de la parte 2.

Comparación de estándares de alimentación IEC:IEC 60950, IEC 62368 e IEC 60335

Existen algunas diferencias entre IEC 60950, IEC 60335 e IEC 62368 en el contexto de las fuentes de alimentación, y a menudo es cierto que la mejor manera de familiarizarse con un nuevo estándar es compararlo con un estándar existente. En la mayoría de los casos, IEC 60335 es más estricta que IEC 63268 y su omnipresente predecesor, IEC 60950. A continuación, se compara IEC 60335 con el conocido estándar de referencia 60950 para equipos de tecnología de la información, todo en el contexto de fuentes de alimentación y adaptadores externos.

Requisitos actuales de fugas

Considere la fuga de corriente:la norma IEC 60335 limita la corriente de fuga a 0,75 mA para aparatos portátiles y 3,5 mA para aparatos estacionarios.

Sin embargo, IEC 60950 tiene tres categorías diferentes (portátil, móvil y estacionaria), y la corriente de fuga para los tres (incluido el portátil) es la misma que la IEC 60335 requiere para aparatos estacionarios:3,5 mA.

Requisitos de fuga

Los requisitos de fuga para voltajes de trabajo entre 250 VCA y 300 VCA con aislamiento reforzado son los siguientes:IEC 60950 requiere 6.4 mm mientras que IEC 60335 requiere 8.0 mm. Teniendo en cuenta que la fuga, como se muestra en la Figura 2, se refiere al camino más corto a lo largo de la superficie de aislamiento entre dos partes conductoras, IEC 60335 es más estricta.

Figura 2. (Arriba) Ejemplo de distancia libre. (Abajo) Ejemplo de distancia de fuga.

Sin embargo, para el espacio libre (que es la distancia entre dos partes conductoras a través del aire) en las mismas condiciones de trabajo, IEC 60950 requiere 4.0 mm e IEC 60335 requiere solo 3.5 mm.

Requisitos de voltaje de aislamiento

Otro ejemplo de diferencias radica en la tensión de aislamiento, que se refiere a la tensión máxima aplicada durante un corto período entre la entrada y la salida de una fuente de alimentación o el chasis.

IEC 60950 define un valor fijo para el aislamiento de entrada a salida de 3 kV, y un voltaje de trabajo máximo de salida a tierra de 500 V. IEC 60335, por otro lado, solo define un requisito de voltaje de aislamiento de entrada a salida de 2,4 kV + (voltaje de trabajo x 2,4) sin voltaje máximo de trabajo de salida a tierra.

Cumplimiento de los estándares IEC 60335-1 con fuentes de alimentación CUI

Encontrar la fuente de alimentación adecuada que cumpla con el conjunto correcto de estándares es vital para el éxito en el creciente (y altamente competitivo) mercado de electrodomésticos inteligentes. Sin embargo, navegar a través del estándar IEC 60335-1 para asegurarse de que la fuente de alimentación o el adaptador sea totalmente compatible puede ser un desafío.

Las fuentes de alimentación de CUI están diseñadas para cumplir con los estrictos estándares de IEC 60335-1. La primera es la serie PBO-3C / 5C / 10C (3-10W), que se muestra en la Figura 3, que son fuentes de alimentación CA-CC de montaje en placa de marco abierto en un paquete SIP ultracompacto. No solo son adecuados para aplicaciones con espacio limitado, sino que también son soluciones económicas para aplicaciones con bajas demandas de energía.

Figura 3. (Izquierda) PBO-3C, (Medio) PBO-5C, (Derecha) PBO-10C.

La siguiente línea de productos es la serie PSK-3D / 5D / 10D / 15D / 20D / 25D (3-25W) de fuentes de alimentación de CA-CC encapsuladas para montaje en placa con un diseño compacto, un rango de voltaje de entrada entre 85 y 305 VCA, y un amplio rango de temperatura de funcionamiento.

Por último, las fuentes de alimentación de la serie VOF-100C / 120C / 180C / 200C / 225C / 350C (100-350W) también son fuentes de alimentación de CA-CC de montaje abierto. Están diseñados para reducir el consumo de energía en espera y el consumo general de energía y están certificados según IEC 62368, 60335 y 61558.

El sitio web de CUI proporciona una variedad de herramientas y recursos necesarios para encontrar fuentes de alimentación con certificación IEC 60335-1. También ofrece materiales como notas de aplicación, videos y más.

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