Guía de ensayos de certificación (CE / UL)

Cómo preparar y hacer en tu banco los ensayos de seguridad y de EMC de una fuente de alimentación, qué se conecta a qué, con qué equipo y qué valores usar, antes de llevarla a un laboratorio.

1. Qué es un pre-ensayo

Es repetir en tu banco, con tus equipos, los ensayos que hará el laboratorio, para llegar sabiendo que el diseño pasa. Ahorra rondas de laboratorio (cada una son semanas y dinero) y te deja corregir a tiempo: una distancia de aislamiento corta, un condensador Y que da demasiada fuga, un transformador que se calienta más de lo previsto, un filtro de red que no llega.

Además, los ensayos que hagas bien documentados (equipos calibrados, procedimiento y resultados) te sirven para el expediente técnico del marcado CE, que en muchos casos puedes hacer tú mismo (ver el apartado 2).

2. CE y UL: cómo funciona

El esquema CB (IECEE) permite que un único informe de ensayo según la IEC sirva en muchos países: suele ser lo más eficaz si vas a vender fuera de la UE. Con el informe CB, el NRTL para UL solo añade las diferencias nacionales.

3. Qué norma aplica

La norma la decide el equipo final donde va la fuente, no la fuente. Si la fuente es un producto propio que se vende suelto, la habitual es la 62368-1. Existe también la IEC 61204-7 (seguridad de fuentes conmutadas de baja tensión) para fuentes industriales.

4. Equipos: los que tienes y los que harían falta

5. Seguridad en la zona de ensayo

• Zona delimitada (cinta o mampara), alfombra aislante, nadie más dentro mientras hay tensión. Una sola persona maneja el equipo.
• Conecta el interlock del Omnia (conector trasero) a la puerta/mampara: sin él cerrado no sale alta tensión.
• Cables de alta tensión en buen estado, pinzas aisladas; el RETURN siempre conectado antes que el HV.
• Después de rigidez DC o aislamiento, el EUT queda cargado: espera a que el Omnia termine la descarga.
• Ensayos de fallo: gafas, guantes, extintor de CO₂ a mano, el EUT dentro de una caja metálica o sobre superficie no inflamable.
• Alimenta el EUT desde la fuente AC (aislada de red) o con transformador de aislamiento cuando midas con el osciloscopio.
• OSA Lab pide confirmar estas condiciones antes de cada ensayo de alta tensión o corriente, y en Herramientas → Protecciones puedes añadir reglas (p. ej. temperatura máxima → apagar todas las salidas).

6. Cómo se trabaja en OSA Lab

1. Conecta los instrumentos (el Omnia por RS-232 con el perfil «Associated Research Omnia», o GPIB) y abre Herramientas → Ensayos de certificación.
2. Rellena los datos del equipo (tensiones, corriente y potencia de placa, clase I/II, protección del circuito, temperatura ambiente máxima…) y elige la norma. Pulsa Generar el plan de ensayos: sale la lista con los valores típicos de esa norma.
3. Para cada ensayo: pestaña Conexión y procedimiento (esquema e instrucciones), Parámetros y límites (revísalos y cámbialos si tu caso lo pide), Ejecutar (elige los instrumentos y lanza) y Resultado (tabla, PASA/FALLA, observaciones, fotos).
4. Los ensayos manuales (marcado, distancias, fallos) se marcan a mano con sus observaciones y fotos.
5. Equipos y laboratorio… recoge los instrumentos con su número de serie y fecha de calibración (para el expediente).
6. Guarda el proyecto (.osacert) y genera el Informe PDF: resumen, datos del equipo, equipos usados y cada ensayo con su esquema, parámetros, medidas y observaciones.

7. Tabla de valores por norma

Valores típicos para 230 V (250 V de trabajo). Los marcados con * hay que verificarlos con la tabla de la norma para tu caso.

DC equivalente en rigidez: Vdc = 1,414 × Vac. Con condensadores Y grandes, la DC evita disparos por corriente capacitiva.

8. Corriente / potencia de entrada

1. Chroma 61602 → Hioki 3332 → EUT → carga Chroma 63600 a la carga nominal de salida.
2. Medir a la tensión mínima, nominal y máxima de la placa, a la frecuencia nominal, en régimen (espera unos minutos).
3. Pasa si la corriente y la potencia no superan lo marcado en más del porcentaje de la norma. Anota también el factor de potencia.

9. Continuidad de tierra de protección

• Solo clase I. EUT sin alimentar. Medida a 4 hilos: pinza de corriente y de tensión (sense) en el pin PE del enchufe o del conector IEC.
• La otra pareja en cada parte metálica accesible que deba estar a tierra (rasca la pintura, o usa la tornillería).
• Si el cable es fijo, se mide desde el pin del enchufe (el cable cuenta en la resistencia).

10. Rigidez dieléctrica

• Antes, el preacondicionamiento de humedad si la norma lo pide (en tipo: 40 °C y 93 % HR, 48 h; 120 h si el equipo es para climas tropicales). Sin cámara, haz el ensayo igualmente y anótalo: es un buen indicador, pero el laboratorio lo hará con humedad.
• Primario–tierra (aislamiento básico): L y N unidos al HV; PE y metal accesible al RETURN.
• Primario–secundario (reforzado/doble): L y N unidos al HV; todas las salidas unidas entre sí al RETURN (y PE si es clase I, salvo que ensayes el aislamiento de la tierra por separado).
• Subida gradual (no de golpe), duración completa, bajada. Pasa si no hay ruptura (descarga disruptiva). La corriente límite del Omnia es solo para detectar la ruptura: ponla por encima de la corriente capacitiva normal (en AC los Y caps dan algún mA).
• Los componentes a tierra (Y caps, varistores, descargadores) pueden desconectarse en el ensayo de tipo si la norma lo permite: anótalo.

11. Resistencia de aislamiento

Misma conexión que la rigidez primario–tierra, 500 Vdc. No es requisito general en 62368-1 ni en 61010-1; en ediciones antiguas de la 60335-1 (2 MΩ básico / 7 MΩ reforzado). Es útil como comprobación previa (detecta humedad o contaminación) y en producción.

12. Corriente de contacto y de fuga

• El Omnia 8106 alimenta el EUT por su salida de línea y mide con la red de medida de la norma (IEC 60990 fig. 4 para 62368/61010/60335; dispositivo MD de 60601 para equipos médicos).
• La tensión de ensayo es la de la entrada de red del Omnia: para ensayar a 1,1 × Vmáx (264 V), alimenta el Omnia desde la Chroma 61602 a esa tensión. OSA Lab lo hace solo si eliges la fuente AC en el ensayo.
• EUT funcionando a su carga. Sonda en cada parte accesible (y en las salidas si son accesibles). Fuga a tierra (60601): corriente por el PE.
• Repite con L/N invertido y en primer fallo (tierra abierta, neutro abierto) con sus límites.

13. Calentamiento

1. Termopares K (hilo fino) pegados con cinta Kapton o adhesivo térmico en: devanado y núcleo del transformador, puente rectificador, reguladores/MOSFET, diodos de salida, electrolíticos (su vida depende de esto), bornas, caja por fuera (donde se toca) y uno al aire ambiente.
2. EUT en su caja final, en la posición de uso, sin corrientes de aire (una caja de cartón alrededor ayuda). Para 60335-1: rincón de ensayo de contrachapado pintado de negro.
3. Tensión más desfavorable (0,9 o 1,1 × nominal: la que más calienta; en lineales con transformador suele ser 1,1 ×) y carga nominal.
4. Hasta régimen estable: menos de 1 K de variación en 10–15 min (con transformadores grandes, varias horas).
5. Corrección a la ambiente máxima de uso: T = T medida − T ambiente + T amb. máx. (en 60335-1 los límites son incrementos en K).
6. Límites: el de cada componente (electrolíticos 105 °C, aislamiento del transformador según su clase, placa FR-4 ~130 °C…) y los de superficies accesibles de la norma.

14. Fallos simulados

• Cortocircuito de salida (cable grueso o carga en modo corto), sobrecarga (justo por debajo del disparo de la protección), ventilación bloqueada, componentes en corto/abierto (uno cada vez, los que puedan dar peligro), transformador en sobrecarga.
• EUT sobre papel de seda y cubierto con gasa de algodón. Registrar potencia de entrada y temperaturas hasta que actúe una protección o se estabilice.
• Pasa si: no hay fuego ni metal fundido fuera, la gasa no se quema, la caja no se deforma dejando accesibles partes peligrosas, y después repite la rigidez del aislamiento afectado.

15. EMC: emisiones conducidas (pre-ensayo)

1. Plano de masa (chapa) en el suelo o en la mesa; LISN atornillada al plano con pletina corta y ancha. EUT sobre mesa no conductora a 80 cm del plano horizontal o a 40 cm de uno vertical; LISN a 80 cm del EUT; el cable sobrante plegado en zigzag de 30–40 cm.
2. Las LISN tienen condensadores grandes a tierra: alimenta con transformador de aislamiento (o la fuente AC) para que no salte el diferencial.
3. Salida RF de la LISN → limitador de 10 dB → analizador. Nunca sin limitador al encender o apagar el EUT.
4. Barrido 150 kHz – 30 MHz, RBW 9 kHz, detector de pico, en L y en N. Primero con el EUT apagado (ambiente).
5. Corrección: lectura + pérdida de la LISN + atenuación del limitador (ponlo en «Corrección» del ensayo).
6. Si el pico queda por debajo del límite de promedio con margen (6 dB): pasa. Si no, mide esos picos con cuasipico y promedio. Con un analizador con detectores CISPR (Agilent E7401A–E7405A) OSA Lab lo hace solo: mide cada pico en span cero con cuasipico y promedio y da el resultado. Con el HP 3585A, configura el panel frontal (RBW 30 kHz) y repasa a mano los picos dudosos.

Límites (dBµV): EN 55032 clase B — QP 66→56 (150–500 kHz, lineal en log f), 56 (0,5–5 MHz), 60 (5–30 MHz); AVG 56→46, 46, 50. Clase A — QP 79 / 73, AVG 66 / 60. EN 55014-1 — QP como clase B, AVG 59→46, 46, 50.

16. Otros requisitos

• EMC completa: además de conducidas, radiadas (cámara), armónicos (61000-3-2, equipos > 75 W) y flicker (61000-3-3), e inmunidad (ESD 61000-4-2, radiada -4-3, ráfagas -4-4, sobretensiones -4-5, conducida -4-6, huecos -4-11). Normalmente en laboratorio.
• RoHS: declaraciones de los proveedores de cada componente (o análisis XRF).
• Ecodiseño de fuentes externas (Reglamento (UE) 2019/1782): ver abajo.

Armónicos de corriente (EN 61000-3-2, pre-ensayo)

1. Alimenta el EUT desde la Chroma 61602 a la tensión nominal: la red tiene armónicos de tensión que falsean la medida.
2. Sonda o pinza de corriente en la fase, al osciloscopio. Pon su factor en «Sonda de corriente (A/V)» (100 mV/A → 10).
3. EUT a carga nominal. OSA Lab hace N capturas de 10 periodos, calcula cada armónico (FFT con número entero de periodos, como IEC 61000-4-7) y se queda con el peor.
4. Clase A: límites absolutos (2,30 A el 3.º, 1,14 A el 5.º…). Clase D (PC, monitores y TV hasta 600 W): mA/W con la potencia medida por el Hioki 3332. Hasta 75 W no hay límites (salvo iluminación).
5. Es orientativo: el ensayo formal usa un analizador según IEC 61000-4-7 con fuente de referencia.

Ecodiseño de fuentes externas (Reglamento (UE) 2019/1782)

1. Solo para fuentes externas (adaptadores y cargadores) de hasta 250 W. En el plan viene desactivado: actívalo si es tu caso y pon la tensión y la corriente de salida asignadas y el tipo (básica, baja tensión < 6 V, salida múltiple o AC-AC).
2. 230 V 50 Hz con la Chroma 61602; vatímetro Hioki 3332 en la entrada; carga en la salida, midiendo al final del cable de salida.
3. 30 min al 100 % de carga y después 100, 75, 50, 25 y 10 % y sin carga, esperando a que se estabilice cada punto.
4. Rendimiento medio (25–100 %) y al 10 %, y consumo sin carga (≤ 0,10 W hasta 49 W, 0,21 W por encima), comparados con el anexo I. Comprueba los valores con el texto vigente del reglamento.

17. Expediente técnico y declaración de conformidad (CE)

• Descripción del producto, esquemas, lista de componentes críticos (con sus certificados: transformador, optoacopladores, Y caps, fusibles, conectores, plásticos con su clase de inflamabilidad).
• Análisis de riesgos, informes de ensayo (los PDF de OSA Lab, con equipos y calibraciones), manual e instrucciones de seguridad, etiquetas.
• Declaración UE de conformidad: fabricante, producto, directivas, normas armonizadas con su año, lugar, fecha y firma.
• Guárdalo 10 años desde la última unidad comercializada.

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