电子系统标准合规性:认证、测试和验证

电器工程 测试 标准 ul 确认 遵守
2022-01-14 17:03:09

请注意:这个问题与消费电子行业的技术合规方面有关,因此,我相信在本网站的范围内。这个问题是关于合规性的,合规性绝对是工程/设计的一个定性方面。


工程师对一些电子产品有一个好主意,比如“ Widget 5000 ”(W5K)。W5K 是什么或它做什么(!)并不重要。

这位工程师为 W5K 设计了一个原型并成立了一家初创公司。他/她为创业公司获得了资金,现在需要确保 W5K 的生产版本符合所有必要的标准,以便在现实世界的生产使用中是安全的(原型/概念验证不过是生产级)。

也许 W5K 不仅是一种电子设备,而且也许它使用无线电通信。在这种情况下,我确信 FAA 想要确保它不会干扰空中管制交通等。也许 W5K 也用作医疗设备,因此它必须符合某些医疗技术标准,例如IEC 6061和/或其他。

UL这样的公司提供范围广泛的电子产品测试、验证、验证和认证服务。

不知道的是:我们的工程师如何确切知道他/她必须使用哪些服务才能在零售商的货架上安全地销售 W5K?

我想各种实体都想在这件事上有发言权:

  • 零售商/市场- 我想许多零售商不会出售您的产品,除非它得到了知名公司之一的认证(再次,UL 等)
  • 保险承运人——我想承运人甚至不会向我们的工程师出售各种保单(一般责任险、专业责任险等),除非 W5K 符合类似标准
  • 法院系统- 如果我们的工程师的初创公司因为一个 W5K 让客户的房子着火而被起诉,我相信法院系统会查看 W5K 是否符合某些标准,并在做出裁决时认真考虑这一点
  • 联邦机构- 我确信各种机构(FAA 等)出于各种明显的原因希望确保 W5K 安全且合规
  • 专业协会- 如果 W5K 不符合某些合规要求,也许有专业协会或消费电子协会与我们工程师的初创公司没有任何关系
  • ...而且我敢肯定我还错过了更多!

看完这部剧后,我认为这种类型的决定归结为保护自己免受 3 种情况的影响:

  1. 这家初创公司被起诉(任何人出于任何原因),您希望确保您的律师拥有正确的支持文件,以证明您已尽一切努力确保安全,从而最大限度地减少您输掉诉讼的机会。如果产品的认证涵盖了诉讼的性质,那么这样的努力会更容易;
  2. 这家初创公司被起诉(任何人出于任何原因),你输了。在这种情况下,您将向您的承运人提出索赔以支付诉讼金额,并且您需要确保承运人不会因为您没有正确的证明而拒绝索赔;
  3. 州和/或联邦机构对您的产品展开调查,发现您在法律上不符合您必须遵守的标准,并对您处以罚款/起诉。

我知道这里没有灵丹妙药。但我要问的是:我们的工程师可以通过什么流程来确定他/她必须使 W5K 符合哪些标准?我确信有行业范围内的最佳实践来做出这种类型的决定......

4个回答

我只能从我的角度来回答这个问题,所以我这样做是为了开始对话,而不是因为我希望这是一个示范性的回答!

编辑:这里有一个非常好的 ESE 答案,我认为任何阅读本文的人都会感兴趣。

首先让我说我在英国工作,为一家年轻的小公司工作(我讨厌创业这个词),该公司生产的产品在全球范围内销售。

当我第一次必须考虑我设计的产品的批准和合规性时,我不知道从哪里开始。TL;DR - 我们与 UL 合作,后者向我们提供了他们认为适用于我们产品的标准以及一些实用建议。我们让他们测试了他们推荐的所有东西,从那以后就没有问题了。但是,我们的产品非常简单。既然我对我们测试的标准的法律执行和影响有了更多的了解,我将来可能会以不同的方式去做(更少的测试,并在内部进行一些测试)。

我们的产品是兼容 Arduino 的单板计算机。我们通过 Kickstarter 进行了初始运行,并且只担心事后的认证 - 将来我会提前进行一些初步测试。在我们运行 Kickstarter 时,我们已经筹集到了英国有史以来最高的总额(早已被其他人黯然失色)。通过这个,UL 实际上联系了我们,基本上是说“我们不是一个大公司怪物——我们也可以与小公司合作”——所以我们决定把他们作为一个既定的名字。

最初的讨论涵盖了许多对我来说全新的领域:

  • CE 标志是您作为公司所做的事情。由您决定适用于您的产品的相关标准,根据这些标准测试产品,并假设产品通过,您用 CE 符号标记您的产品(有关如何执行此操作的规则)并保留测试结果的档案,以防将来有人需要对其提出质疑。UL 可以就此提供建议并代表您进行测试 - 并制作进入您的档案的文件 - 但他们不会将产品标记为符合 CE 标准。
  • 作为无意的散热器,我们不需要 FCC ID 在美国销售 - 但我们确实需要遵守 FCC 辐射排放标准。
  • 你如何描述你的产品很重要。如果我们将我们的产品归类为低压设备,我们将不得不进行浪涌测试——通过将其归类为 USB 计算机配件,我们不必这样做。
  • 此外,您如何推荐和展示您正在使用的产品也很重要。我们的产品鼓励人们将其他设备(尤其是鳄鱼夹)连接到板上。在测试期间,您必须将它们放置在对该特定测试最不利的位置(在辐射发射/抗扰度测试的情况下通常尽可能广泛地传播)。通过确保我们在网站上的任何示例中只显示相对较短的电缆,我们可以只使用这些电缆进行测试 - 如果我们曾经推荐或展示过更长的电缆,可以说我们鼓励这种使用并且应该使用更长的时间进行测试电缆。
  • 在英国,CE 合规性由贸易标准强制执行。他们正忙于阻止假烟、假药、自燃手机充电器和爆炸性电子烟进入市场。如果你很好地测试和设计你的产品并且它实际上伤害任何人的机会非常低,你可能会没事的。任何插入真实计算机 USB 插座的东西都是一个很好的例子——计算机应该限制输出电流,所以即使你在那里松懈,你可能实现的最糟糕的事情就是损坏机器上的 USB 端口。已插入。

我们最终测试了辐射和传导发射、静电放电抗扰度、电场和磁场抗扰度。免疫测试是一个奇怪的测试。它基本上说您的产品在暴露于测试条件后必须恢复到受管理的“工作”状态。

首先,我们的测试工程师指出,在您的普通大型 PC 商店(例如英国的 PC World)测得的电场和磁场强度远远超过了我们测试的标准中的测试水平。如果您想在未来节省时间/金钱,您可以自己进行这项测试,使用租用的测量设备来确保您符合测试规范。同样,您可以租用测试设备进行静电放电抗扰度测试,并以购买相关测试标准文件和构建简单设备的成本轻松进行测试。

其次,鉴于我们的设备不是对生命至关重要的设备,我不明白为什么我们必须从抗扰度测试中优雅地恢复,作为设计安全销售产品的一部分。我认为这是对设计非常糟糕的产品的立法防御,这些产品很容易在消费者手中破碎。

对于未来的产品,我会得到一个早期的原型,进行初步的探索性辐射和传导发射测试,这样我就可以识别任何潜在的问题并处理它们——等到你接近发布是我不会冒的风险。对于抗扰度测试,我可能会等到最后 - 除非你在谈论电源浪涌抗扰度,我不希望很快这样做!(但会早点看,以防万一你有一个隐藏在那里的表演者)。

正如我所说,这只是我的经验——我很想听听任何合规工程师的意见(包括电子设计公司内部和测试机构的工作人员)。

编辑:我想到了在我们的合规性测试过程中出现的更多事情:

  • CE 标志是关于产品销售的整体安全性和适用性。这包括除了电磁兼容性之外的许多问题——材料考虑、毒性和大量更多。同样,拥有一个为您工作的知识渊博的测试机构确实有助于分解什么是相关的,什么是不相关的

  • 我在这里没有提到RoHSWEEE指令(适用于欧洲),但通过设计和内部程序设计很容易自我确保。

这个问题的答案取决于你在世界的哪个地方。为了讨论,让我们假设欧洲。世界其他地区似乎正在接受甚至适应欧洲官僚模式,因此它在某种程度上适用于全球。它是这样的:

欧盟发明了一个系统,在该系统中,了解所有可能的标准和指令的责任落在制造商身上,更具体地说,落在将产品投放市场的公司身上。

没有政府或欧盟资助的机构会告诉您或帮助您了解您的产品需要符合哪些指令或标准。每个国家的当局只是在那里监督市场:找出谁不遵守指令并相应地惩罚他们。大多数情况下,这是发生严重事故后进行的,由不符合相关标准的产品引起。

因此,由将产品投放市场的公司来确定适用于其产品的指令。最值得注意的电子产品指令是:

  • EMC 指令。普遍适用于所有电子产品,除非产品包含无线电。如果是这样,那么使用:
  • 无线电指令。目前被称为 R&TTE - 无线电和电信终端设备,不久将被称为 RED,无线电电子指令。包含特殊的 EMC 要求,并反过来强制遵守:
  • 低电压指令。适用于使用 50-1000VAC 或 75-1500VDC 电压的设备(也适用于无线电设备)。
  • RoHS 指令(限制使用某些有害物质)。环境问题。

以上是电子产品的主要产品,但如果产品用于机械、医疗技术、汽车、航空电子设备、高压、爆炸性环境等,您可能还需要确认其他指令。

此外,其他国家/地区也有不兼容的指令,尤其是美国 FCC,需要他们自己的 EMC、无线电等批准。如果您在欧洲和美国都获得批准,您也可以向大多数其他国家/地区销售。南美洲和大洋洲国家倾向于接受美国和欧盟的其中一个或两个批准(有时有保留或例外)。亚洲更为复杂,因为它们几乎在每个国家都有国家要求。在世界范围内出口电子产品是一场官僚主义的噩梦。


回到欧盟指令,每个此类指令都附带大量协调的规范性技术标准(数百甚至数千个标准),这些标准可能适用于特定产品,也可能不适用于特定产品。同样,您不会从任何人那里得到任何帮助来确定适用的标准。

如果您询问测试机构(正式名称为公告机构,它们由欧盟指定),他们会很乐意提出尽可能多的标准,因为这对他们来说意味着更多的收入。值得注意的是,甚至测试机构都不知道这一点,因为这不是精确的科学。他们只是比普通人更擅长做出合格的猜测。他们也没有看到首先为您担任顾问,然后作为“中立”第三方进行测试时的道德问题。当你得到双倍的薪水时,谁需要道德!提示:先付钱给他们做顾问,然后通常会通过昂贵的测试。

一旦您弄清楚/猜测了适用的标准,您很可能必须为它们支付大笔费用。大多数 ISO/IEC 标准都非常昂贵,特别是如果您希望将它们翻译成您的母语。一些罕见的情况是免费提供标准的,例如来自ETSI的所有规范性无线电标准。

在大多数情况下,实际上没有要求您测试您的产品是否符合标准。只需编写一份 EC 符合性声明并在您的产品上贴上 CE 标志就足以应对大多数令人恐惧的产品。有一些非常安全关键的产品实际上必须通过第三方认证机构的一致性测试才能被允许投放市场。

但在一般情况下,只要有符合性声明,任何人都可以在市场上投放任何类型的垃圾。然后当他们的不合格产品已经杀死了人时,生产者可能会上法庭,他们的产品可能会退出市场。


所以对于新奇电子设备的唯一工程师来说。如果您想在欧盟合法销售您的产品:

  • 聘请一位技术官僚,他可以准确确定适用的指令和标准以及您必须采取哪些措施来实现它们。对于一个人来说,这几乎是一份全职工作。
  • 花很多钱购买技术标准,并让您雇用的官僚研究它们。或者自己研究它们,而不是使用实际的电子设备。
  • 如果您是认真的,请从字面上花一大笔钱在测试室进行测试。我们所说的金额相当于在这里购买一辆或几辆全新的汽车。

正如您可能已经注意到的那样:该系统旨在将孤独的工程师或小型创新公司排除在市场之外,从而有利于大公司。

或者,您也可以跳过所有这些,只需签署一份 EC 符合性声明并希望您的产品能够正常工作。但是,如果你最终上法庭,你就会遇到一些严重的麻烦。如果你能证明你已经付出了巨大的努力来确保你的产品是好的(通过花费一大笔钱,如上所述),法院会宽大得多。

来自实际上在医疗器械认证业务上做了一些认真工作的人。其他人已经写了很长,所以我将添加一些其他点。

第一,除非有人为您提供建议,否则您无法知道自己需要完成什么。我怀疑您想在这里获得一些免费建议而不支付咨询费……对于受到严格监管的医疗设备,您可以通过不同程度的成功与政府机构联系。对于消费品,您几乎必须向顾问支付费用。或者也许聘请有经验的人。

对于大多数“创新创业”(老实说,所有类型的产品)类型的产品来说,EMI 法规是最令人头疼的问题。您无法绕过它,您必须花钱在适当的测试实验室进行测试。但是,出于 RnD 的目的,您不必委托正式的测试台,您实际上是租用了 x 小时的测试室。去那里,他们会帮助您设置,运行一段时间的发射测试,咽下眼泪,然后回到实验室阅读您在开始之前应该阅读的 EMI 教程。

各种产品有各种 IEC 标准,但对于大多数人来说,这些标准涵盖了基础知识:IEC 60950(IT 设备)、IEC 62368(AV 设备)、IEC 61010(测量、控制和实验室设备)以及我最喜欢的 IEC 60601 医疗设备标准.

另一个蠕虫罐头是面向安全的标准。提示:您可以通过使用经过认证的外部直流电源(24V 或更低)为自己省去很多麻烦。这将处理几乎所有可能为您着火的事情,并大大简化测试过程作为奖励。有一些医疗设备背景,我可以告诉你,如果你有一个病人在同一个构建块中并且你使用自己的 AC/DC 电源,他们真的会把这本书扔给你。

根据您居住的地方,您确实不需要进行任何正式的安全测试。而且,如果您的设备功率相对较低(这里不会记录所谓的“低功率”)并且使用外部 PSU,那么在大多数情况下,您也可以避免被起诉。注意我只在欧盟有过接触。诉讼快乐的美国人必须自谋生路。

对于受监管的设备,您必须拥有公司质量管理体系,必须定期对其进行审核,并且必须有可靠的书面记录来显示设计和风险评估过程。我经常被联系做这种工作,但我宁愿咬开我的手腕。

IEC 标准确实很昂贵,但没有办法获得相关标准。不好的是,它们通常读起来相当可怕,含糊不清,而且在很多情况下都可以解释。也没有办法避免支付测试实验室的费用,但至少您可以通过首先进行 RnD 非正式测试来节省大量资金当您确信您的产品的第 n 次重新设计最终符合要求时,掏出钱进行正式测试。

需要注意的一点。我说 EMI 是最令人头疼的问题,但还有许多其他测试。如果您不保护您的 I/O,ESD 和快速瞬态测试会让您哭泣。也许来自曾经是您原型的冒烟残骸。该外部 PSU 将处理大多数以电网为导向的故障,但如果您愚蠢地将复位电路连接到未过滤的外部 DC(咳嗽),您可能仍会被电源中断测试刺痛。

您的问题的答案将相当简单。

以下是您应该采取的步骤。

您曾多次提到 UL,并且您对他们的能力非常正确,但您忘记的是,他们是一个全球性组织,并且比任何其他认证机构拥有更广泛的外展范围。

  1. 将您产品上可能拥有的所有原理图、布局图、技术数据表放在一起。

  2. 通过他们的报价请求系统联系 UL,顺便说一下,该系统是免费的。

  3. 在您的报价请求中指定您想进入的市场,并清楚地表明您希望了解您的产品可能需要满足的所有认证和测试要求才能获得适当的市场准入。

    • 他们将为您提供报价,解释适用的认证的不同步骤 - 一旦获得批准,您就可以进入市场 -