户外充电桩作为智慧城市电动汽车基础设施的重要组成部分,其电磁兼容(EMC)性能直接关系到设备的安全性和稳定性。深圳市南柯电子科技有限公司在进行户外充电桩的EMC设计时,重点围绕国标GB/T 17626.5《工业环境中设备对浪涌的抗扰度试验》进行了全面的检测和整改验证。本文将从产品组成、检测项目、标准需求出发,详细介绍浪涌测试的具体实施过程及后续整改措施,重点剖析【辐射发射摸底测试】【辐射发射整改】【传导发射摸底】【传导发射整改】的各环节,探讨EMC设计中的关键细节和经验,旨在为相关企业提供可借鉴的技术路径。
一、户外充电桩产品成分及EMC挑战概述
户外充电桩通常由大功率电源模块、控制单元、通信模块、散热系统以及外壳结构等部分组成。其核心控制部分包含高频开关电源和智能控制芯片,负责向电动车提供稳定电流,实现计费、监控和远程通讯功能。户外环境复杂,受雷击、电网波动等因素影响较大,充电桩应具备较强的浪涌抗扰能力。
因充电桩设备多处于公共区域,辐射发射和传导发射均有严格标准要求。如:辐射发射可能干扰附近的无线通信设备,而传导发射则可能通过电网或接地系统影响其他设备的可靠运行。GB/T 17626.5中的浪涌测试,正是模拟这种环境下瞬态过电压冲击,验证设备抗浪涌性能的标准方法。应对这些挑战,设计时必须把握辐射和传导两方面的发射特性,形成科学的EMC解决方案。
二、检测标准及项目明细
公司依照GB/T 17626.5,开展浪涌抗扰度测试,包括以下关键技术点:
浪涌电压等级设定依据产品工作电压及环境实际情况,确保测试电压和波形符合标准。 测试波形采用1.2/50μs(电压波形)对设备端实施冲击,重点考察输入输出接口端传导抗扰度。 涵盖电源端口、信号接口及接地、壳体与外壳等多个面向进行测试,确保全方位覆盖。 配合辐射发射摸底测试,确定设备自身产生的辐射水平;配合传导发射摸底,调查系统传导干扰的起点。除GB/T 17626.5,深圳市南柯电子科技有限公司还采用GB 17626.3、GB 17625.1等系列标准为辅,确保设备满足传导和辐射发射的法定限值要求。
三、辐射与传导发射摸底及整改过程解析
1. 辐射发射摸底测试的初步分析
针对户外充电桩内部的高频开关电源部分,我们在屏蔽室中开展辐射发射摸底测试。频段集中在30MHz-1GHz之间,摸底结果表明,当设备开机并负载运行时,多个频点超标,特别是在90MHz-110MHz和400MHz附近,辐射发射明显超出标准限值。
2. 辐射发射整改措施
针对辐射超标现象,重点整改高频电源线及控制信号线路的屏蔽和布线,采用加密编织铜网屏蔽线缆,优化PCB布局,减少不必要的环路面积。在关键元器件如开关管、传感器周围增加EMC滤波元件与铁氧体磁珠,确保信号整洁。金属外壳接地处理更规范,提升机壳作为法拉第笼的屏蔽效果。整改后,重新进行辐射发射测试,发现多数频点下降至安全范围内,效果显著。
3. 传导发射摸底及原因分析
传导发射摸底测试聚焦在电源线及通讯线接口,检测设备通过线缆向外传导的噪声。发现10kHz至30MHz范围内多段频率的传导发射水平较高,这与高频开关电源开关频率及其谐波密切相关。绕组磁场未完全抑制,引起的电流尖峰通过电源线传导出去。
4. 传导发射整改实施细节
传导整改侧重于增强滤波器设计,采用多级共模电感和X、Y电容精细搭配,针对性降低谐波干扰强度。优化PCB平面设计和走线模式,减轻共模干扰。并加强线缆和接口处的屏蔽、接地连接,降低通过线缆的传导噪声。整改后传导发射水平明显减少,达标率接近****。
四、浪涌测试执行及整改验证
浪涌测试是EMC设计中的关键环节,用于考核设备对雷击、开关操作等引起的瞬态过电压的抗扰性。深圳南柯电子将测试仪器严格校准,模拟工业环境中实际浪涌波形,针对充电桩电源输入端、通讯接口和壳体进行多点测试,确保无误。初步测试过程中,发现部分供电模块在高幅值浪涌时出现控制芯片重启,影响系统稳定。
技术团队通过增加浪涌保护器件(如多层陶瓷避雷器、TVS二极管)和加强电源滤波电路设计,有效分流浪涌能量,防止脉冲电压直接作用于核心电子组件。重新加强PCB接地处理和隔离措施,减少浪涌能量传播路径。整改后设备顺利通过浪涌冲击测试,满足GB/T 17626.5要求的性能指标。
五、故障源排查与细节控制的重要性
在EMC整改过程中,细节往往决定成败。例如,辐射发射和传导发射摸底测试揭示了充电桩电源线路与信号接口的弱点,但这些问题不是单一元件造成,而是多种因素叠加的结果。深圳南柯电子的经验表明,EMC设计应注重系统集成度高的设备内部布线合理性,以及从整体视角考虑接地、屏蔽和滤波系统。
浪涌测试的成功不仅是硬件保护元件的增加,更包括正确的接地设计和设备安装环境的优化。户外充电桩经常暴露在多种电磁环境下,设计必须具备一定的冗余能力,应对超标浪涌的冲击。
六、展望
深圳市南柯电子科技有限公司通过严谨的辐射发射摸底测试和传导发射摸底,识别关键EMC风险点,再结合科学有效的辐射发射整改和传导发射整改措施,有效提升了产品的电磁兼容性能。在GB/T 17626.5浪涌测试的多轮验证下,户外充电桩性能达标且运行稳定。该实践不仅显著降低了对周边环境的电磁干扰,还保障了充电桩自身的安全和耐久性。
未来,随着电动汽车市场的发展,对充电桩EMC性能的要求将更高。深圳南柯电子将持续深入研究行业标准,结合最新的 EMC 技术,推动户外充电桩设计向更高标准迈进。对于希望提升产品认证效率、减少整改周期的企业,深圳南柯电子提供包括摸底测试、整改设计、浪涌验证等全流程技术支持,助力客户把控关键环节,保障产品快速高质量上市。
如您的户外充电桩项目需要专业的EMC浪涌测试及整改验证服务,深圳市南柯电子科技有限公司凭借丰富的行业经验和先进设备,是您值得信赖的合作伙伴。