摘要和技術概要IEC 62368-1 異物檢測 (FOD) 測試評估無線電力發射機的安全措施，防止無線電力傳輸系統中金屬物體過熱和溫度升高，應用基於危險的安全工程 (HBSE)、能源分類和第 9.6 條規定的安全要求，以防止熱燒傷並確保全球合規性。
1. IEC 62368-1 中 FOD 的介紹
IEC 62368-1（最新版 4:2023）是音訊/視訊、資訊和通訊技術設備的基於危險的安全標準，取代了舊標準 IEC 60950-1 和 IEC 60065。第 9.6 條專門針對無線電力發射器的異物檢測 (FOD)，重點在於防止放置在充電表面或附近的金屬異物（例如硬幣、鑰匙、戒指）過熱，從而避免造成熱灼傷或火災危險。
FOD（外來物損傷）測試主要針對感應式充電應用中的金屬異物檢測，例如相容於 Qi 標準的無線充電器、充電板、行動電源和類似裝置。雖然 Qi 規範更著重於保護生物體，但 IEC 62368-1 標準則強調透過HBSE（人體生物安全工程）原則來降低熱風險。
2. 理解IEC 62368-1第9.6條的FOD要求
2.1 關鍵定義和範圍
- 異物主要指金屬製品（例如，鋼盤、鋁環、鋁箔），具體如下（例如，第 4 版中的圖 49 鋼盤、圖 50 鋁環、圖 51 鋁箔）。
- 無線電力傳輸近場感應充電是指意外的金屬物體可以感應渦流，進而導致快速升溫。
- 溫度極限異物溫度升高不得超過規定的閾值（通常與TS限值一致，以避免疼痛或傷害，例如，在許多實際情況下≤70°C，在測試條件下，鋼盤的具體最高溫度約為85°C，鋁環約為120°C，鋁箔約為155°C）。
2.2 為什麼 FOD 檢測至關重要
未被檢測到的金屬異物會導致局部過熱，進而造成熱灼傷或引燃附近材料。 IEC 62368-1 採用熱工生物安全工程 (HBSE)方法：識別能量源（無線電力作為潛在的熱能源），評估風險，並驗證有效的安全措施（例如，異物檢測演算法、功率回落或關機機制）。
3. 逐步指南：如何依據 IEC 62368-1 標準執行 FOD 測試
3.1 考試準備
- 所需設備:
- 標準化異物：鋼盤、鋁環、鋁箔（依第 9.6.2 條的相關數字）。
- 高精度紅外線熱像儀或熱電偶（精度±1°C，可追溯校準）。
- 被測設備（EUT）：具有接收器或類比負載的無線電力發射器。
- 受控環境溫度（通常為 23 ±5°C）。
- 設置將 EUT 放置在非磁性表面上，並施加最大發射功率。
3.2 測試程序（第 9.6.3 條 – 第 4 版更新）
第 4 版將測試分為A 部分（先通電，再放置異物）和B 部分（先放置異物，再通電），並要求進行線圈對準。
- 對齊線圈 （發射中心和接收中心對齊或輔助）。
- 定位異物：分別以直接接觸、2 毫米距離和 5 毫米距離放置（多次循環）。
- 啟用無線電力傳輸：在正常充電模擬條件下以最大功率運作。
- 監測溫度上升：使用熱電偶或紅外線成像（按照附件 B 方法）連續記錄每個異物的峰值溫度。
- 合規標準：外來物溫度不得超過規定限值；必須採取安全措施防止危險加熱。
- 測試週期進行四輪測試，涵蓋接觸和距離兩種情況；評估最壞情況。
- 異常狀況：包括單一故障情況（例如，FOD 功能停用），以驗證安全防護的穩健性。
3.3 校準和儀器
校準溫度感測器（熱電偶/紅外線熱像儀），使其符合國家標準。驗證測試過程中發射功率的一致性。
4. 金寶株式會社提供的常用測試設備
金普提供符合IEC 62368-1 FOD測試標準的測試解決方案，包括：
- 鋁環（圖 50，符合第 4 版標準，99.5% 合金，CNC 精度 ±0.05mm）。
- 鋼盤和鋁箔套裝。
- 無線充電異物溫升測試套件（完全支援第 9.6.2 條款）。
這些工具為實驗室和製造商提供可重複性、可追溯性和快速交付週期。
5. 故障排除：FOD 偵測結果失敗的原因
常見故障原因包括：
- 由於 FOD 演算法無效（未能及時降低功率或關機），導致溫度過高。
- 不合格的測試對象（偏離規定的尺寸/材料）。
- 環境幹擾（電磁雜訊、放置不當）。
- 防範安全漏洞（韌體問題、硬體漂移）。
解決方案：最佳化偵測閾值，實施多層安全措施（例如，斷電+溫度監控），並在最壞情況下重新驗證。
6. 標準更新與演進
IEC 62368-1 第 4 版 (2023) 對第 9.6 條進行了完善，包括更清晰的測試場景（A/B 部分）、線圈對準要求以及更嚴格的能源分類/安全防護要求。請務必參考最新版本以確保合規性，因為更新加強了不斷發展的無線技術中的熱風險控制。
常見問題
- Q：如何依照 IEC 62368-1 標準測試 FOD？
- 答：依照第 9.6 條規定，使用標準化的金屬物體（鋼盤、鋁環、箔片）進行 FOD 測試，在最大功率下監測接觸/2mm/5mm 位置的溫度升高，確保採取安全措施防止過熱。
- Q：IEC 62368 FOD 測試需要哪些異物？
- 答：標準物件包括第 9.6.2 條圖示中定義的鋼盤、鋁環和鋁箔，模擬現實世界中的金屬異物。
- 問題：如何依照 IEC 62368 標準校正用於 FOD 測試的溫度儀器？
- 答：依照國家可追溯標準校準熱電偶或紅外線熱像儀，精度為±1°C；定期進行驗證，以滿足IEC精度要求。
- Q：為什麼 IEC 62368 標準中的 FOD 測試結果不合格？
- 答：故障通常是由於溫度過高、安全措施無效、測試對像不標準或環境因素造成的；優化演算法並重新測試。
- Q：IEC 62368-1 中關於 FOD 要求的最新更新是什麼？
- 答：第 4 版（2023 年）增加了 A/B 部分測試場景、線圈對準和改進的安全驗證，以提高無線電力發射器測試的一致性。
- Q：在IEC 62368中，HBSE如何應用於FOD？答：HBSE將無線電力識別為熱能來源，要求進行風險評估，並驗證FOD防護措施，以防止傷害或火災。
- Q：IEC 62368 FOD 測試中，異物的溫度限制是什麼？
- 答：不同物體的溫度限制各不相同（例如，鋼盤約 85°C，鋁環約 120°C，箔片約 155°C），確保溫度不會超過安全接觸閾值，從而避免危險升高。
- Q：KingPo 設備是否支援 IEC 62368 FOD 校準？
- 答：是的，金寶提供可追溯的校準服務和精密的 FOD 參考物，以進行準確、合規的測試。
- Q：如何確保完全符合IEC 62368無線電力FOD標準？
- 答：使用金寶測試套件進行多循環溫升測試，記錄結果，並驗證正常和故障條件下的安全措施。
- Q：哪裡可以獲得專業的IEC 62368 FOD測試設備和支援？
- 答：請聯絡 KingPo 專家，以取得全面的 FOD 測試解決方案、指導和認證協助。
