AV,ICT製品のIEC 62368-1適合設計の流れ!

*AV/ICT製品の安全規格(IEC 62368-1)に適合させるためには、下のようなIEC60950との違いを認識することが必要です。


・情報処理機器の安全規格(IEC 60950-1)とは構成などが全く異なっている。

・第一にこのAV/ICT製品の使用する「使用者の特定」です。この使用者の特定により、安全保護のレベルが異なっています。(3段階)
・設計者は本規格を理解して、各回路、およびリスクのレベルを正しく、区分け(3段階)しなければならない。
・IEC 60950-1の試験の場合は、ほとんどの項目が一定のリスクレベルの試験であるが、IEC 62368-1の試験では、内部回路のリスクレベルにより、試験の判定レベルも違う。従って、試験者は試験前にメーカの設計者から、前記のリスクレベルを教えてもらうことが必須になっている。
・即ち、メーカの設計者等はIEC 62368-1規格をよく理解する必要があります。


*本規格の設計の流れ
図1.IEC 62368-1設計の流れ
図1.IEC 62368-1設計の流れ


*IEC62368-1の項目
1.製品がこの規格の該当かを確認(1章)
1章(適用範囲)と附属書A(機器の例)で確認する
2.製品を使用する人を特定する。(0章)
使用する人を①一般人、②教育を受けた人、③熟練者の内から、特定する。
3.製品の仕様(定格)を明確にする(4章)
・入力出力電源
・電源接続のタイプ(脱着式電源コード、非脱着式電源コード)
・移動性(移動可能、手持ち式、運搬可能、設置、ラックマウント、壁掛け式)など
4.一般保護要求に対処する(4章&附属書)
・コンポーネントの規格適合品の使用に対する要求(4.1)

・部品要求:付属書(スィッチ、リレー、ヒューズ等保護器、コネクタ、巻き線部品、配線の絶縁、主電源コード、バリスタ、ICへの電流制限、抵抗、コンデンサ及びRCユニット、オフトカフラ、プリント基板、部品端子コーティング、加圧液体充填部品、コンダンサ放電機能を持つIC)(付属書G)
・遮断器(付属書L)
・エネルギー源の分類と保護の考え方(4.2, 4.3)
・安全防御(4.4):
・筐体等の堅ろう性(4.4.4)
・機械的強度試験(付属書T)
・爆発に対する保護(4.5)
・導電体の固定(4.6)
・主電源に直接差し込む機器での保護要求(4.7)
・リチウムコイン電池を使用する機器に対する保護(4.8)
・電池を含んだ機器(付属書M)
・導電物(金属クリップ等)による火災、又は感電に対する保護(4.9)
・通常動作、異常動作、単一故障状態の対応(付属書B)
・機器の表示、取説、及び情報(付属書F)
など
5.各ハザードのクラス分類を実施して保護要求に対処する(5~10章)
次のa)~f)のハザードについて、クラス分類を行い求内容に対処する。
a)電気的要因による傷害(5章):(ES1,ES2,ES3)
・電気エネルギーの分類(5.2.1)を行う。:①~⑥までについて該当の有無、及びES1,ES2,ES3のレベルを特定する。
①電圧と電流(5.2.2.2)、②静電容量(5.2.2.3)、③単一パルス(5.2.4)、④反復パルス(5.2.5)、⑤呼出し信号(5.2.6)、⑥オーディオ信号
・絶縁要求(5.4)
・安全保護用部品への要求(5.5)
・保護導体(アース)への要求(5.6)
b)電気的要因による火災(6章):(PS1,PS2,PS3)
・電力測定(6.2)
・難燃性(6.3)
・発火の可能性減少、炎拡散の抑制(6.4)
・内部・外部の電線(6.5)
c) 有害物質による傷害(7章)
・有害物質への暴露の減少(7.2)
・オゾン(7.3)
・電池及びその保護回路(7.6)
d)機械的要因による傷害(8章):(MS1,MS2,MS3)
・機械的エネルギー(8.3)
・鋭利な部分に対する保護(8.4)
・運動部分に対する保護(8.5)
e)熱エネルギーよる熱傷(9章) :(TS1,TS2,TS3)
・アクセス可能な部分の温度

f)放射(10) :(RS1,RS2,RS3)
・レーザ、ランプ及びLED、X線、音圧の分類
・紫外線放射からの保護(付属書C)
6.関連する附属書に対応する
附属書B(規定)通常動作状態試験,異常動作状態試験及び単一故障状態試験
附属書C(規定)紫外線放射
附属書D(規定)試験用発生器
附属書E(規定)オーディオ増幅器を含む機器の試験条件
附属書F(規定)機器の表示,説明書及び指示セーフガード
附属書G(規定)コンポーネント
附属書H(規定)呼出シグナルに関する判断基準
附属書J(規定)介在絶縁物なしで用いる絶縁巻線
附属書K(規定)安全インタロック
附属書L(規定)遮断デバイス
附属書M(規定)電池を含んだ機器,及びその保護回路
附属書N(規定)電気化学的電位
附属書O(規定)空間距離及び沿面距離の測定
附属書P(規定)導電物に対するセーフガード
附属書Q(規定)建物配線との相互接続を意図した回路
附属書R(規定)制限回路短絡試験
附属書S(規定)耐熱性及び耐火性の試験
附属書T(規定)機械的強度試験
附属書U(規定)CRTの機械的強度及び爆縮の影響に対する保護
附属書V(規定)アクセス可能部分の決定


参考)IEC 62368-1の体系図


*対象機器は何か


・表.対象機器の例

表.対象機器の例


 

AV/ICT機器の規格(IEC 62368-1)の対象機器と規格体系!

*IEC 62368-1規格は、「規格構成、主なポイント」を認識して、規格を見ると理解しやすくなります。


・表題:「オーディオ・ビデオ及び情報通信技術機器」の安全要求事項(Audio/video, information and communication technology equipment – Part 1: Safety requirements)


*主なポイントは以下です。


・適用範囲:「適用の機種例」が附属書Aに記載されている。(下表参照)
・リスクベース規格:IEC 61010-1と同じくリスクベースの要求事項である。
・しかし、リスクアセスメント実施の要求はない。
・一般要求事項は第4章と附属書
・各危険源リスクへの要求事項を5章~10章に記載
①電気的傷害(5章)
②電気による火災(6章)
③有害物質(7章)
④機械的傷害(8章)
⑤熱による傷害(9章)
⑥放射(10章)
・構成体系及び要求内容がIEC 60950-1と異なる。
・試験レポート形式もIEC060950と違う。
・「各リスクの限度値」は危険エネルギーの危険レベルにより、異なる。


*対象機器:対象機器の例


表.対象機器の例


*IEC 62368-1とIEC 60950-1の体系


(1)IEC 62368-1体系
図.IEC 62368-1体系

(2)IEC 60950-1体系
図.IEC 60950-1体系


*参考情報:JEITAから比較表が公開されている
IEC 62368-1 第 2 版 - IEC 60950-1 第 2 版 Amendment2 対比表


*参考情報
・IEC 62368-1:2014(2版)のJIS版(JIS C62368-1:2018)が発行されており、下のJISCから、閲覧できます。


 

自社でのLVD試験により、CEマーキング費用削減する!


*LVD(低電圧指令)指令では、本指令内に記載されているように「自己評価(モジュールA)」が原則になっています。
・LVDの試験は自社検証でよく、NB(認定試験機関)の関与は必要ない。
表.EU指令と自己認証の可否
表.EU指令と自己認証の可否


上記のように、自己検証による、CEマーキングの自己宣言ができます。
1.自社検証によるLVDの規格試験費用の削減、及びノウハウの蓄積ができます。
・最初の試験では試験方法を理解しなければなりませんが、「以後の製品の試験は容易に試験できる」ようになり、「試験費用は大幅に削減」できます。

・更に、LVDの規格内容も理解でき、製品への「規格対応ノウハウの蓄積ができます」。
図.自己認証の過程と効果
図.自己認証の過程と効果


2.IEC 61010-1規格の体系
・LVD試験の計測・制御・研究室用機器の規格はEN/IEC61010-1です。
この規格の体系は下図のようになっています。
主に試験に関係する項目は、保護要求(6~15項)になります。


3.試験機器が必要な試験項目
・特に測定が必要な試験項目は「電気関係と温度関係」の測定が主です。その他の項目は測定器を使用しない目視等による検査がほとんどです。
・電気、温度の試験には上記の電気と温度関係の計測器を揃えるか、又、不足分はレンタル等で借りることで、対応できます。


4.試験機器の導入費用
・電源入力が16A以下の場合、EMC試験設備(数億以上)と比べて、非常に安く(約3百万程度)設置できます。
・又は、必要に応じて、試験機器をレンタルして、試験することも可能です。


5.テストレポートの作成
・自社にて、テストレポートのテンプレートを作成する。
・又は、テストレポート様式はIECから購入して、利用できます。


6.自社認証の効果:試験費用削減、開発期間短縮、ノウハウ蓄積など
・「自社で試験を行うのメリット」は、要求事項、試験方法の習得による、「製品安全の対応設計」のノウハウを蓄積できます。
・試験所の予約・待ち時間等に左右されなくなど
「開発期間の短縮」が図れます。
自己認証の効果


 

CEマーキングのLVD適合性を簡易チェックすることが一番目です!

 *欧米はもちろん、多くの国でIEC規格に元に、規格化されています。したがって、色々な国に製品を輸出する場合、まず、IEC規格に適合することが必須になります。


*そのためには、開発製品が第一に、IEC規格に適合できる可能性を簡易チェックで確認することが有効です。
・この簡易チェックを行うことで、受験時の不適合による大幅な設計変更を減らすことができ、開発期間、と試験費用等の抑制ができます。


・第一にチェックすべきポイントは以下です。
1.筐体関係
・開口部の大きさ
・筐体アースの仕方、マーク表示
・表示(定格、LED表示色等、警告表示)
2.部品の規格適合
・一次側部品(コネクタ、スィッチ等)
・保護機能部品(ユーズ)
・モータ(ファン含む)
・電池(リチウム電池等)
3.プラスチック部品の難燃性
4.ノイズ部品の使用
など


*安全設計チェックリスト
・実用資料のページには、「安全設計チェックリスト」がありますので、ご利用下さい。


IEC

CEマーキング適合の流れ:No.2

(2)リスクアセスメントを実施する
EU指令では、リスクアセスメントの実施が「各EU指令の必須要求事項内」で要求されています。

電気・電子機器におけるリスクアセスメントの一般的な手順を記載します。
下図のように①~⑥を順次、行っていきます。

①製品の仕様に基づき、製品を使用する人、使用される場所・環境を限定する
②起こり得る危険源リスクを全て洗い出す
③各指令のどの必須要求事項が製品に適用されるのかを決定する。
④次に、洗い出して特定したリスクが、客観的に、世の中に受け入れられるレベルなのかを査定する。⑤安全でないリスクの場合はリスク低減の対策を実施する
⑥全てのリスクの評価後は、記録を残す。
備考:リスクアセスメントの実施には、以下の確認も必要です。
・リスクアセスメントの記録には製品及び環境に関する現象を明記する。
・製品の典型的な使用、予見可能な誤使用についても評価する。
・装置が色々と異なる構成を取りうる場合は、「あらゆる可能な構成において」、製品が必須要求事項を満たすことを確認する。
・整合規格の一部のみを適用した場合、又は、整合規格が該当する必須要求事項の一部でも、記述していない危険源がある場合は、その危険源のリスクについて、リスクアセスメントを行い、その結果を文書に残さなければならなりません。

CEマーキング取得費用を削減するために何を行うのか!

*欧州に電気・電子機器を輸出するには、CEマーキングが必須です。そのために、「①相当な費用と②時間が掛かっている」のが、現状の模様です。困った



・例えば、第三者認証(NB関与)の場合には、「試験費等で、相当な取得費用(数百万以上)が掛かっている」のが実情のようです。
図. 自社検証と第三者検証の流れ
図. 自社検証と第三者検証の流れ


・特に、国内向けの製品をそのまま、適合させるための試験を実施する場合は、設計変更の発生や再試験、又は技術文書作成のために、コスト増加だけでなく、開発期間が長くなることが発生します。
表.CE対応状況と取得期間&費用
表.CE対応状況と取得期間&費用


*CEマーキング取得の費用を削減するため、「自己検証方法で自己宣言を行う」いいね


・CEマーキングの評価手順を自社主体で行う自己検証(モジュールA)を使用すると、費用を少なくすることができます。
この評価手順を使用できる指令は、LVD(低電圧)、EMC指令、RoHS指令、RED指令などがあります。
これらの指令(法律)では自社検証(モジュールA)が規定されいます。
一方、欧州NBが検査、審査などを行うモジュールB(第三者認証)があります。
・相当な試験・認証費が掛かる欧州認定機関を関与させないで、自社の検証により、試験・検査を実施することにより、CEマーキング取得費用を大幅に削減できます。
①自社検証(モジュールA)
でよい指令の例
  ・低電圧指令(LVD)
  ・EMC指令(電磁環境適合性)
  ・無線機器指令(RED)
  ・RoHS指令(特定有害物質の使用制限) 等
②指令の規定の対象範囲外では、自己検証の可能な指令
  ・機械指令(MD):付属書Ⅳ以外は可能
  ・圧力機器指令(PED):原則最高許容圧力0.5bar以下は適用外、又、PEDで危険分析カテゴリⅠに該当し、他の指令(機械指令・リフト指令、低電圧指令、ガス器具指令、防爆指令等)が適用されているもの。
表.自己認証と第三者認証(NB関与)の適用可否
表.自己認証と第三者認証(NB関与)の適用可否


*「製品に該当する規格の知見を向上(ノウハウ蓄積)」させる!いいね


・規格の適合性向上(ノウハウ取得)について
これは、規格の要求内容を 理解して、対象機器毎の「規格適合の設計ノウハウを蓄積」することにより、設計変更の削減、又は再試験の繰返しなしでスムーズに適合させる。
・多くの企業では、EMC&製品安全(LVD)の知見がないため、規格値の不適合による設計変更や、これによる再試験が何回も発生しています。
この状況を抜け出すためには、対象製品に該当規格に適合する設計ノウハウを習得する必要があります。
・設計ノウハウを蓄積すれば、相当な試験費用や設計変更費用、開発期間の削減が可能になります。


*自己検証をスムーズに行うためには、どうすればよいのか。


よい手順・以下(1)、(2)、(3)を実践するこが大切です。
図.自己認証の過程と効果
(1)規格をよく理解する

 ・規格内容について理解するためには、自社内又は社外の専門家から、学ぶことになります。
a)EMCの場合:試験項目と、それに対処する「EMC対策の検討」が大切になります。
b)LVDの場合:各種リスクに対処するための製品安全規格の要求事項の理解により、設計に適用します。
(2)試験方法を学ぶ
試験方法は、試験の立会時に試験方法を取得する、又は、一番よいのは、社内外の経験者から学ぶことです。
a)EMCの場合:各試験項目毎の試験構成、配置、動作条件を決定することです。
b)LVDの場合:各試験項目毎の試験構成、配置、動作条件を決定することです。
(3)試験機器を整備する。(導入、又はレンタルする)
・試験機器を購入するか、レンタルする。又は公設試などで、機器を借りて試験する。そして、試験レポートのIEC雛形を購入する。
*尚、10A以下の電気試験器であれば、数百万で購入が可能です。
・そして、前記で学んだ試験法を実践し、経験しなければなりません。


*自社検証(モジュールA)の効果効果がある


・試験費用削減のみならず、様々な効果があります。
 下の①の「試験費用削減」のみでなく、その他の様々な効果(②~⑤)が期待できる
①認証・試験費の大幅削減です。
②少量生産品の場合は特に有効です。
(第三者機関の費用は少量生産品でも、ほとのど同じ。)
③開発期間の厳守
・開発から出荷までのスケジュールが試験所の都合ではなく、自社主体で立てられて、開発期間を厳守できる。(試験所の空き状況に左右されない)

④自社の設計、品質管理部門の規格知識レベルが大幅に向上する。
(認証試験機関に依存の場合は、ただ単に規格適合した結果のみしか残らないことが多く、大切な点がどこであったかが不明になり、次の設計に生かすことができない。)
⑤次機種などへの設計ノウハウが蓄積されため、海外展開が容易になる。


*結果として、製品での、CEマーキング費用削減効果だけでなく、様々な効果により、今後の製品開発に生かされて、製品開発の競争力向上が図れます。