Alimentations certifiées IEC 62368-1

Synopsys

Le projet de norme CEI 62368-1 définit un nouvel ensemble d'exigences de sécurité pour certains types d'équipements électroniques. Ce document décrit la portée et les caractéristiques de la CEI 62368-1 et examine la place de la nouvelle norme sur le marché. Il analyse ensuite les problèmes de conception qui poseront des problèmes de certification une fois que la nouvelle norme sera appliquée et explore les aspects de la conformité qui peuvent être traités maintenant. Enfin, il décrit la direction que les fabricants et les intégrateurs de systèmes peuvent prendre en vue d'une certification éventuelle en vertu de la nouvelle norme.

Introduction

La CEI 62368-1 est un projet de norme récemment publié par le Commission électromécanique (CEI), organisme de réglementation international qui élabore des « normes internationales et une évaluation de la conformité pour toutes les technologies électriques, électroniques et connexes ». La norme de conception CEI 62368-1 a été créée pour accroître la sécurité des dispositifs électroniques grâce à deux processus :

Définition et standardisation des caractéristiques de sécurité de ces dispositifs
Création d'un programme de certification de conformité

Portée

La CEI 62368-1 a pour objet de mettre à jour, consolider et normaliser les exigences de sécurité des technologies de l'information, des communications et du matériel audiovisuel et des types d'appareils électroniques connexes. Le champ d'application de la norme CEI 62368-1 consiste à appliquer un ensemble de normes de sécurité axées sur le risque et axées sur les performances, qui remplaceront les anciennes normes CEI 60950-1 et CEI 60065. La nouvelle spécification est également indépendante de la technologie.

Selon le résumé 2014 de la CEI

IEC 62368-1: 2014 traite de la sécurité des équipements électriques et électroniques dans le domaine de l'audio, la vidéo, les technologies de l'information et de la communication et les machines de bureau et d'entreprise dont la tension nominale ne dépasse pas 600 V.
Cette norme n'inclut pas les exigences relatives aux performances ou aux caractéristiques fonctionnelles de l'équipement.
Une tension nominale de 600 V est considérée comme incluant un équipement de 400/690 V.
La présente partie de la CEI 62368 est également applicable aux : composants et sous-ensembles destinés à être incorporés dans cet équipement. De tels composants et sous-ensembles ne doivent pas nécessairement satisfaire à toutes les exigences de la norme, à condition que l'équipement complet, incorporant ces composants et sous-ensembles, soit conforme ; blocs d'alimentation externes destinés à alimenter d'autres équipements entrant dans le cadre de la présente partie de la CEI 62368 et accessoires destinés à être utilisés avec des équipements entrant dans le cadre de la présente partie de la CEI 62368.

Espace d'application

La norme CEI 62368-1 est une norme internationale qui sera appliquée à l'échelle mondiale. On s'attend à ce que les différents pays adoptent leurs propres spécifications précises qui s'inspirent de la norme internationale avec des règles spécifiques en place pour s'adapter à la tension locale et aux conditions électriques. Plusieurs pays d'Europe et d'Amérique du Nord se sont déjà engagés dans l'IEC 62368-1. Cette norme assure une plus grande uniformité entre les marchés régionaux et nationaux que les normes précédentes pour encourager la normalisation entre les différentes régions et minimiser les différences entre les appareils conçus pour un pays et ceux utilisés dans d'autres pays.

Localisation

La norme CEI 62368-1 est une norme généralisée qui définit une série de lignes directrices et de paramètres pour les caractéristiques de conception des dispositifs électromécaniques. Puisque les dispositifs dans divers pays et régions devront fonctionner dans différentes conditions électriques et environnementales, les organismes de certification nationaux et régionaux mettront également au point des extensions propres à chaque région et pays spécifiques à ces normes, qui s’appuieront sur la norme de base du 62368-1, mais permettront des variations locales de tensions et autres préoccupations relatives aux sources d’énergie locales et de leurs caractéristiques spécifiques.

La préoccupation et l'objectif sont de créer une spécification qui offre le plus haut niveau possible de normalisation par une spécification internationale large, mais permettant des écarts locaux qui permettront aux principaux produits élaborés dans le cadre de cette spécification à être mis en œuvre dans une variété d’environnements d’exploitation avec autant que possible peu de personnalisation et de changements.

Calendrier de la nouvelle spécification

À ce jour, la nouvelle norme continue d’évoluer. La dernière version publiée de IEC62368-1 date de 2013, et la norme finale devrait être finalisée et mise en œuvre à partir de 2019.

Certification

La norme CEI 62368-1 est écrite en tant que standard, et la certification comprendra des tests rigoureux de conformité. La CEI ou ses délégués élaboreront et publieront des lignes directrices sur les essais, et chaque produit devra passer une série de tests de conformité avant d'être approuvé. Les fabricants devront prouver la conformité à la nouvelle norme de sécurité afin de continuer à vendre leurs produits sur les marchés qui adoptent la norme.

Non-conformité

Au moment d'écrire ces lignes, la CEI n'a pris aucune disposition pour continuer à autoriser l'expédition de systèmes non conformes. Les entreprises qui ne parviennent pas à produire une conception conforme avant la date limite pourraient même être empêchées d'expédier leurs produits, de sorte que le coût de la non-conformité pourrait devenir très élevé une fois la spécification officiellement adoptée dans les principaux pays du marché. Le risque de non-conformité étant prohibitif, de nombreuses entreprises travaillent déjà à la mise en conformité à la norme IEC 62368-1, pensant qu'il n'est jamais trop tôt pour commencer à intégrer la conformité dans la conception des produits.

Résultats actuels

Avec la spécification finale encore à plus de 3 ans de la mise en œuvre, les concepteurs, les développeurs et les intégrateurs pourraient être tentés de retarder leur travail de mise en conformité. Mais les intégrateurs qui pensent avoir suffisamment de temps et attendent de commencer le développement de leurs conceptions conformes à la norme IEC 62368-1 jouent à un jeu dangereux. Les enjeux de la non-conformité peuvent être très élevés et peuvent même inclure l'impossibilité d'expédier des produits non conformes une fois la norme adoptée. Avec ce coût de non-conformité potentiellement disproportionné, la plupart des développeurs auraient tort d'attendre avant de commencer le développement de solutions conformes.

Acquérir de l'expérience avec IEC 62368-1

Avec le projet de spécification déjà publié, les fabricants ont déjà l'opportunité de commencer à acquérir de l'expérience avec la CEI 62368-1. Idéalement, les entreprises intelligentes commenceront à concevoir des conceptions conformes dans leurs cycles de conception actuels, de sorte que tous les défis associés au processus de certification peuvent être traités dès maintenant, tant que la défaillance n'entraîne pas d'impacts financiers importants. En travaillant avec les spécifications CEI 62368-1, vos équipes de conception disposent désormais de multiples itérations du cycle de vie des produits pour résoudre les problèmes de conception et surmonter les difficultés d'ingénierie susceptibles de retarder la conformité une fois la spécification implémentée et régulée. Si vos équipes de conception peuvent répondre aux nouvelles exigences de la norme IEC62368, vous pouvez vous assurer que votre produit est prêt pour la certification de conformité et sera disponible pour les adopteurs précoces.

Pour le fabricant classique de sous-systèmes électroniques la conformité IEC 62368-1 peut signifier la conformité de leurs sous-systèmes spécifiques. Pour les intégrateurs de systèmes orientés grand public, la conformité doit couvrir un ensemble complet, de la conception interne à l'utilisation de connecteurs, d'alimentations et d'emballages. La spécification indique clairement que la conformité est critique uniquement au niveau des systèmes, mais la meilleure façon d'assurer la conformité au niveau du système est d'utiliser des composants de réclamation de spécification autant que possible dans vos conceptions.

Objectifs de conception

Qu'est-ce qui est important pour aujourd'hui ? Quels objectifs les développeurs devraient-ils s'efforcer de respecter dans le contexte réglementaire actuel ?

Préparez-vous à être rapide sur le marché avec les appareils conformes à l’IEC 62368-1 lorsque les spécifications sortent pour la mise en place publique.
Gagnez en expérience avec le développement de matériel qui répondra aux exigences de CEI 62368-1.
Développez des sous-systèmes de base qui peuvent être portés d’un périphérique compatible de CEI 62368-1 à l’autre lors de la création de familles de dispositifs électromécaniques pour différentes applications.
Développez des sous-systèmes de base qui peuvent être portés d’un périphérique compatible CEI 62368-1 à l’autre lors de la fabrication d'appareils électomécaniques destinés à différents marchés avec des grilles électriques et des caractéristiques de connecteurs différentes.

Comme vous pouvez le voir dans cette liste, il faudra une quantité disproportionnée d’examen placée sur les aspects électriques de cette spécification. IEC62368 offre un autre changement par rapport aux normes précédentes en ce qu'elle est écrite comme une norme basée sur le risque :

La tradition Prescriptive

Les méthodologies précédentes s'appuyaient sur un ensemble prescriptif de règles et de directives pour s'assurer de la conformité. Le respect de toutes les règles de spécification garantit la conformité d'un produit, mais ne garantit pas nécessairement que la conception sera aussi sûre qu'elle pourrait l'être. S'il y avait des erreurs ou des omissions dans la norme, ou si des changements technologiques rendaient obsolètes certaines parties de la norme, un produit entièrement conforme pourrait présenter un risque considérable.

Passer à une norme fondée sur les risques

La norme CEI 62368-1 est considérée comme une norme basée sur le risque, ce qui signifie que la norme s'efforce d'identifier et d'éliminer les dangers dans le cadre du processus de conception et de développement. Contrairement aux normes précédentes, qui reposaient principalement sur un ensemble de règles et de protocoles visant à renforcer la sécurité, les concepteurs et les développeurs bénéficient d'une plus grande latitude pour concevoir un produit plus sûr et moins dangereux à tout moment du processus de développement.

Ambiguïté

L'absence de norme prescriptive offre une plus grande flexibilité pour des solutions originales et créatives, mais elle peut aussi compliquer le développement de vos propres conceptions et des concepteurs des sous-systèmes que vous utilisez. Comment pouvez-vous être sûr que les fournisseurs avec lesquels vous choisissez de travailler seront capables de gérer la rigueur de répondre aux exigences de la nouvelle spécification ? Une solution est de travailler avec des sous-systèmes qui répondent déjà aux spécifications elles-mêmes.

Le scénario du pire

Pour tout concepteur ou développeur, le scénario le plus défavorable serait d'avoir une conception de produit qui ne peut tout simplement pas être certifiée. Et que ce soit en raison d'un manque de planification, d'une incapacité à surmonter des défis de conception imprévus ou d'une limitation surprenante des produits que vous recevez d'un de vos fournisseurs, c'est un résultat à éviter dans la mesure du possible.

Par où commencer ?

Pour toute norme de sécurité électronique, la gestion des courants d'entrée électriques est l'un des aspects les plus dangereux de leur conception. Le courant électrique peut conduire à une augmentation de la température, aux radiations et même au feu lorsqu'il n'est pas manipulé correctement. Le choix d'une alimentation électrique conforme aux spécifications et conforme à la sécurité est donc essentiel à la mise en œuvre de toute conception conforme.

Au minimum, vos équipes de conception doivent spécifier des composants alternatifs pour les sous-systèmes critiques. De cette façon, même une incapacité ou une réticence à se mettre en conformité de la part de l'un de vos fournisseurs ne vous empêchera pas d'expédier un produit conforme et de répondre aux besoins de vos clients.

Des alimentations déjà conformes

Heureusement, en ce qui concerne les alimentations il existe déjà des conceptions conformes à tester, intégrer et la fabrication de volumes de production. Les fabricants d'alimentation électrique ont identifié l'importance de la norme CEI 62368-1 et fabriquent déjà des produits conformes à la norme CEI 62368-1 en 2016. Pour toute conception exigeant une certification selon la norme IEC 62368-1 ou tout intégrateur de systèmes souhaitant confirmer la conformité de leurs sous-systèmes, ces conceptions conformes offrent le moyen le plus fiable et le plus rentable de répondre aux exigences d'une alimentation dédiée sans nécessiter de conception originale et le travail de fabrication de la part de l'intégrateur.

Les fabricants, dont Globtek, Inc., ont sorti des alimentations conformes CEI 62368-1 dans un certain nombre de formats allant de 6 à 10 watts et incorporant des facteurs de forme de cadre ouvert, interne et externe pour s'adapter à une variété de applications de puissance.

Conclusions :

Malgré les défis associés à la conformité à la norme IEC 62368-1, les fabricants ont encore du temps pour concevoir en conformité avec cette nouvelle spécification. La non-conformité n'étant pas une option pour la plupart des applications, il est important que le portefeuille de conception de votre entreprise soit aussi robuste et conforme que possible. Il existe maintenant un support suffisant sur le marché pour lancer ce processus maintenant, afin d'acquérir de l'expérience grâce au nombre maximal de cycles de conception possibles. Les sous-composants critiques, y compris les alimentations, peuvent être obtenus avec leur propre conformité certifiée à la spécification. L'utilisation de sous-ensembles pré-certifiés peut offrir le moyen le plus rentable pour les fabricants de naviguer dans le processus de conception pour lancer des produits conformes.

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Synopsys

The IEC 62368-1 draft standard defines a new set of safety requirements for certain types of electronic equipment. This paper outlines the scope and characteristics of IEC 62368-1 and examines the place of the new standard in the market. It then analyzes design concerns that will pose certification challenges once the new standard is enforced and explores s aspects of compliance that can be addressed now. Finally, it outlines a path manufacturers and systems integrators can take toward eventual certification under the new standard.

Introduction

IEC 62368-1 is a recent draft standard that has been published by the International Electromechanical Commission (IEC), an international regulatory body that develops “international standards and conformity assessment for all electrical, electronic and related technologies.” The IEC 62368-1 design standard was created to increase the safety of electronic devices through two processes:

Defining and standardizing the safety characteristics of these devices
Creating a compliance certification program to ensure implementation

Scope

The purpose of IEC 62368-1 is to update, consolidate and standardize the safety requirements of Information Technology, Communications Technology, and Audio/Visual equipment and related types of electronic devices. The scope of IEC 62368-1 is to apply a set of hazard-based, performance-oriented safety standards that will replace the previous IEC 60950-1 and IEC 60065 standards. The new specification is also technology independent.

Per the IEC’s 2014 Abstract

IEC 62368-1:2014 deals with the safety of electrical and electronic equipment within the field of audio, video, information and communication technology, and business and office machines with a rated voltage not exceeding 600 V.
This standard does not include requirements for performance or functional characteristics of equipment.
A rated voltage of 600 V is considered to include equipment rated at 400/690 V.
This part of IEC 62368 is also applicable to: components and subassemblies intended for incorporation in this equipment. Such components and subassemblies need not comply with every requirement of the standard, provided that the complete equipment, incorporating such components and subassemblies, does comply; external power supply units intended to supply other equipment within the scope of this part of IEC 62368 and accessories intended to be used with equipment within the scope of this part of IEC 62368.

Where it will apply

IEC 62368-1 is an international standard that will be applied globally. It is expected that individual countries ill adopt their own precise specifications that draw upon the international standard with specific rules in place to adapt to local voltage and electrical conditions. Several countries in Europe and North America have already committed to IEC 62368-1. This standard provides greater uniformity across regional and national markets than previous standards to encourage standardization across different geographies and minimize the differences between devices designed for use in one country from those used in other countries.

Localization

IEC 62368-1 is a generalized standard that sets a series of guidelines and parameters for the design characteristics of electromechanical devices. Since devices in different regions and countries will be expected to operate in different electrical and environmental conditions, national and regional certification bodies will also develop region-specific and nation-specific extensions to these standards, which will be based on the core standard of 62368-1 but allow for localized variances in voltages and other concerns related to local power sources and their specific characteristics.

The concern and the goal is to create a specification that offers the greatest possible level of standardization through a broad international specification, yet allow for localized variances that will allow the core products developed under this specification to be implemented in a variety of operating environments with as little customization and change as is possible.

Timing of the New Specification

As of this writing, the new standard is still evolving. The last published version of IEC62368-1 dates from 2013, and the final standard is scheduled to be finalized and implemented beginning in 2019.

Certification

IEC 62368-1 is written as a standard, and certification will include rigorous testing for compliance. The IEC or its designees will develop and publish testing guidelines, and each product will have to pass a series of compliance tests before being approved. Manufacturers will have to prove compliance to the new safety standard in order to continue selling their products into the markets that adopt the standard.

Non-Compliance

As of this writing, the IEC has made no provisions for continuing to allow the shipment of non-compliant systems. Companies that fail to produce a compliant design by the deadline could be prevented from even shipping their products, so the cost of non-compliance could become very high once the spec is formally adopted in major market countries. With the risk of non-compliance prohibitively high, many companies are already working toward IEC 62368-1 compliance with the belief that it’s never too soon to start building compliance into your product designs.

Current Outcomes

With the final spec still over 3 years from implementation, designers, developers and integrators may be tempted to delay their work towards seeking compliance. But integrators who think they have ample time and wait to begin development of their IEC 62368-1-compliant designs are playing a dangerous game. The stakes of non-compliance can be very high and can even include being prevented from shipping non-compliant products once the standard is adopted. With this disproportionally high potential cost of non-compliance, it would be a mistake for most developers to wait before starting development of compliant solutions.

Gaining experience with IEC 62368-1

With the draft spec already published, manufacturers already have an opportunity to start gaining experience with IEC 62368-1. Ideally, smart companies will start building compliant designs in their current design cycles, so any challenges associated to the certification process can be dealt with now, when failure wouldn’t cause large financial impacts. Working within IEC 62368-1 specifications now gives your design teams multiple product lifecycle iterations to flush out design challenges and overcome engineering difficulties that could delay compliance once the spec is implemented and regulated. If your design teams can meet the new requirements of IEC62368 now, you can ensure your product is ready for compliance certification and will be available for early adopters.

For the average manufacturer of electronic subsystems, compliance with IEC 62368-1 can mean compliance of their specific subsystems. For integrators of consumer-facing systems, compliance must cover an entire system, from the internal design to the use of connectors, power supplies and packaging. The spec makes it clear that compliance is only critical at the systems level, but the best way to ensure compliance at the system level is to utilize specification-complaint components whenever possible in your designs.

Design Goals

What is important for today? What goals should developers be striving to meet in the current regulatory environment?

Prepare to be early to market with IEC 62368-1-compliant devices when the spec is rolled out for public implementation.
Gain experience with developing hardware that will meet the requirements of IEC 62368-1.
Develop core subsystems that can be ported from one IEC 62368-1 compliant device to another when building families of electromechanical devices for different applications.
Develop core subsystems that can be ported from one IEC 62368-1 compliant device to another when building otherwise identical electromechanical devices intended for different markets with different electrical grid and connector characteristics.

As you can see from this list, there will need to be a disproportionate amount of scrutiny placed on the electrical aspects of this specification. IEC62368 offers another departure from previous standards in that it is written as a hazard-based standard:

The Prescriptive Tradition

Previous standards methodologies relied upon a prescriptive set of rules and guidelines to ensure compliance. Following all the rules of the specification ensured that a product would be compliant, but it didn’t necessarily ensure that the design would be as safe as it possibly could be. If there were errors or omissions in the standard, or if technology changes rendered portions of the standard out of date, a fully-compliant product could still offer a considerable hazard.

Moving to a Hazard-Based Standard

IEC 62368-1 is considered a hazard-based standard, which means that the standard strives to identify and eliminate hazards as part of the design and development process. Unlike previous standards, which primarily relied on a set of rules and protocols to enhance safety, IEC 62368’s hazard-based philosophy means that designers and developers are given greater latitude for seeking a safer, less hazardous product design at ever stage in the development process.

Ambiguity

The absence of a prescriptive standard offers the greatest flexibility for novel and creative solutions, but it can also complicate development for your own designs and for the designers of the subsystems you’ll use. How can you be sure that the suppliers you choose to work with will be able to handle the rigor of meeting the requirements of the new specification? One way is to work with subsystems that already meet the spec themselves.

The Worst Case Scenario

For any designer or developer, the worst case scenario would be to have a product design that simply can’t become certified. And whether that’s due to a lack of planning, an inability to overcome unforeseen design challenges, or a surprising limitation in the products you get from one of your suppliers, this is an outcome to avoid if at all possible.

Where to Start?

For any electronics safety standard, the handling of electrical input currents is one of the most hazardous aspect of their design. Electrical current can lead to heat, radiation, and even fire when not handled properly. So the selection of a safety-compliant and specification-compliant power supply is critical to the implementation of any compliant design.

At the very least, your design teams should specify alternative components for critical subsystems like power supplies now. That way even an inability or unwillingness to become compliant on the part of one of your suppliers will not prevent you from shipping a compliant product and meeting your customers’ needs.

Power Supplies Already Compliant

Fortunately, when it comes to power supplies, there are already compliant designs available for testing, integrations and production volume manufacturing. Power supply manufacturers have identified the importance of IEC 62368-1 and are already making products that are compliant with the IEC 62368-1 standard in 2016. For any design that will require certification under IEC 62368-1 or any systems integrator that wishes to confirm their subsystems are compliant now, these compliant designs offer the most reliable and cost effective way to address the requirement for a dedicated power supply without requiring original design and manufacturing work on the part of the integrator.

Manufacturers including Globtek, Inc. have released IEC 62368-1 compliant power supplies in a number of formats ranging from 6-10 Watts and incorporating open frame, internal, and external form factors to adapt to a variety of power applications.

Conclusions:

Despite the challenges associated with gaining compliance to IEC 62368-1, manufacturers still have some time to design in compliance to this new specification. With non-compliance a non-option for most applications, it is important to position your company’s design portfolio to be as robust and compliant as possible. There is sufficient support in the market to start this process now, in order to gain experience through the maximum number of design cycles possible. Critical subcomponents, including power supplies, can be obtained with their own certified compliance to the spec. The use of pre-certified subassemblies may offer the most cost-effective way for any manufacturers to navigate the design process to launch compliant products.