【OBC】车载充电机(GB/T 18655传导骚扰)——LLC谐振频率偏移至200kHz
深圳市南柯电子科技有限公司作为专业的电子检测与技术服务提供商,近年来聚焦于新能源汽车充电设备的EMC性能与优化。本文围绕车载充电机(On-Board Charger,简称OBC)在GB/T 18655标准下传导骚扰的测试,重点探讨LLC谐振频率偏移至200kHz后带来的影响及相应整改策略,结合产品实际表现和检测案例,提供系统化的技术分析和解决方案。
一、产品背景及LLC电路谐振频率概述
车载充电机作为新能源汽车关键部件,负责将交流电源转换为直流电,并对电池进行安全有效充电。近年来,LLC谐振变换器因其高效率、低电磁干扰和良好的热性能成为OBC设计的主流选择。
LLC谐振变换器的核心是一组谐振电容、电感和变压器组成的电路,其谐振频率通常设定在100kHz至150kHz范围内,这一频率段可以较为有效地平衡开关损耗和电磁干扰水平。将LLC谐振频率偏移至200kHz,意味着系统开关频率整体提升,可能带来效率提升和体积减小,但会改变EMC特性,尤其是在传导骚扰表现上产生显著变化。
二、GB/T 18655标准与车载充电机传导骚扰要求
GB/T 18655是中国针对新能源汽车车载充电机电磁兼容(EMC)测试的重要国家标准。其核心测试内容包括传导骚扰、辐射骚扰、静电抗扰度等,其中传导骚扰部分尤为关键,因为车载充电机工作时的高频开关动作容易产生干扰电流,通过电源线传导影响整车系统乃至充电环境。
该标准对传导骚扰限定了频率范围为150kHz至30MHz,设定了限值线以确保设备在实际应用中不会对周边电子设备造成影响。随着LLC谐振频率向200kHz偏移,传导骚扰的主频点也上升,检测过程需精细评估该频率附近的干扰峰值,才能准确判断产品是否满足标准要求。
三、技术检测过程及发现的关键问题
深圳市南柯电子科技有限公司通过自主搭建符合GB/T 18655标准的EMC测试实验室,对客户新一代LLC谐振频率调整至200kHz的OBC样机进行了系统性传导骚扰测试。测试过程包括:
使用电流探头和频谱分析仪采集设备供电线上干扰信号,注重150kHz至30MHz的频段扫描。
反复测试不同工况下的数据,包含空载、半载和满载状态。
对比不同谐振频率设置下的骚扰水平和频谱分布。
测试结果表明,谐振频率偏移至200kHz后,在220kHz至500kHz频段出现明显的谐波峰值,部分测试点超出了GB/T 18655传导骚扰限值,尤其是在满载工况下,供电线旁路电流呈现出较高的脉冲尖峰。这与传统100~150kHz工作频率的设备有明显差异,说明高频设计带来的EMC挑战不容忽视。
四、谐振频率上升对EMC性能的影响分析
释放LLC变换器谐振频率至200kHz带来的正面影响主要是提升了系统转换效率,减少了磁性元件体积,有利于车载充电机集成度和轻量化设计。但其负面影响同样明显:
高频干扰增多:高频开关频率产生的高次谐波更容易穿透滤波器,导致传导骚扰增大,测试中发现供电线中的干扰频点集中于200kHz附近,具有较强的尖锐性。
滤波设计复杂:传统滤波元件的参数难以直接应用,高频信号抑制要求更高品质因数的电感和电容,并增大了空间和成本负担。
系统稳定性影响:高频下功率元件的开关损耗和热量管理需要更精细的设计,否则可能引发谐振失控和EMI发散。
从EMC角度看,虽通过提升频率获得效率,却需要权衡系统复杂度与合规要求的矛盾。
五、整改方案与技术建议
深圳市南柯电子科技有限公司结合测试和客户实际需求,在谐振频率200kHz的基础上提出了针对性整改建议:
优化输入滤波器:采用多级LC滤波方案,增加共模电感和高品质容性滤波元件,调整截止频率匹配200kHz频段,增强高频干扰抑制能力。
选择低阻抗磁性材料:针对高频次谐波设计专用磁性元件,减少铁损和磁耦合干扰。
软开关技术升级:改良谐振网络参数,优化开关功率管的驱动信号,降低切换瞬间电压和电流尖峰,减小高频噪声源。
合理布局与屏蔽:在PCB设计中合理安排信号走线,缩短高频环路,增加金属屏蔽罩和接地平面,显著降低辐射和传导骚扰。
测试反馈循环:建立标准化的测试与评价流程,及时发现并调整设计问题,确保产品持续符合GB/T 18655要求。
经整改后,产品进行GB/T 18655传导骚扰测试,骚扰水平显著降低,所有测试点均满足标准要求,确保车载充电机在高性能输出满足EMC合规。
六、综合观点与市场价值分析
在新能源汽车行业高速发展背景下,OBC作为充电基础设施的重要节点,其设计和性能直接影响整车安全和用户体验。LLC谐振频率的提升反映了技术追求高效率和轻量化的趋势,但EMC问题不容忽视。
深圳市南柯电子科技有限公司的检测与整改服务为企业客户提供了关键保障。通过标准化的GB/T 18655传导骚扰测量与数据分析,结合客户实际产品调优,不仅降低了技术风险,也缩短了产品开发周期,提升了市场竞争力。
从长期角度看,融合EMC设计理念的LLC解决方案将成为未来OBC发展的重要方向之一。投资专业检测服务,提前介入产品EMC验证环节,是避免后期认证失败和市场回修开支的明智选择。
七、服务推荐:深圳市南柯电子科技有限公司的技术优势
拥有先进的GB/T 18655标准测试环境,涵盖传导和辐射骚扰、抗扰度多维度检测。
经验丰富的工程师团队,熟悉车载充电机电路与系统特性,能够针对性发现设计缺陷并给出专业整改方案。
灵活的定制服务体系,支持从产品摸底测试、样机调试到整机认证全过程技术配合。
深圳作为中国改革开放的前沿城市,不仅是电子制造业重地,也是新能源技术创新的热土。南柯电子依托本地技术生态和资源优势,为客户提供高效、精准的EMC测试与技术支持,助力新能源汽车产业迈向更高水平。
未来新能源汽车市场对充电设备的质量和安全要求不断提升,深圳市南柯电子科技有限公司期待与各大车企、电控厂和充电设备制造商携手合作,共同推动行业健康发展。
若您正面临车载充电机EMC测试和设计挑战,欢迎选择南柯电子的专业技术服务,助力您的产品快速达标、稳健上市。
深圳市南柯电子科技有限公司
通过验收标准966三米半电波暗室
主要包括EMC摸底测试,EMC整改,EMC器件选型,EMC设计,线上线下培训等服务。
实验室测试仪器都经过精密调整,每月会与第三方机构进行设备校准。
首次租场可以体验免费测试,现场还有EMC整改团队提供整改建议。