充电桩PCBA设计必看:2024年最新安规标准与EMC解决方案
- 发表时间:2025-05-20 17:21:46
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充电桩PCBA设计必看:2024年最新安规标准与EMC解决方案
一、2024年最新安规标准解析
GB 39752-2024《电动汽车供电设备安全要求》
电气安全:标准对充电桩的漏电、过载、短路、接地等电气安全性测试提出严格要求,确保设备在各种使用场合下的安全运行。
外壳与接口防护:明确充电设备的外壳、插座、接口等部件的防护等级(如IP防护等级),以及防触电措施,确保在正常使用和异常情况下的人员安全。
环境适应性:规定充电设备在不同气候条件、湿度、温度等环境下的适应能力,包括对雷电、暴雨、高温等极端天气的耐受能力。
智能化功能:要求充电设备具备远程监控、故障诊断、自动化管理等智能化功能,提高设备的管理效率和用户体验。
GB 44263-2024《电动汽车传导充电系统安全要求》
互操作性要求:明确充电桩与电动汽车之间的通信协议、接口规范、功率匹配等,避免“充不了电”问题。
安全规范:包括过载保护、绝缘检测、急停功能等安全条款,确保充电过程的安全性。
GB/T 50966-2024《电动汽车充电站设计标准》
站址选择与规模分级:注重交通便利性、充电需求分布、电网接入条件以及环境保护要求,增加充电站规模分级,明确各级充电站的布局和设施配置要求。
消防安全与节能环保:完善消防设施设计要求,增加充电站建(构)筑物的火灾危险性及耐火等级,明确灭火器配置、安全疏散和救援设施的设置要求。同时,倡导采用节能技术和设备,减少能源消耗和环境污染。
二、EMC解决方案
EMC设计原则
跨学科融合:EMC专家与材料科学家、电路设计师和系统工程师等紧密合作,共同开发新型屏蔽材料和电路布局,解决电磁兼容问题。
前瞻性设计:在产品开发初期就考虑EMC要求,避免后期因修改而带来的成本和时间浪费。
PCB设计中的EMC控制
接地设计:采用低电感接地系统,最大化PCB上的接地面积,降低系统中的接地电感,减少电磁辐射和干扰。
层数排列:根据信号频率和电子元件分布密集程度,选择合适的PCB层数。高频信号应使用多层PCB,并由交替的接地层和信号层组成。
去耦电容:在IC附近放置去耦电容,减少PCB上开关噪声的传播,并将噪声引导至地面。
走线与过孔:避免90°走线,采用45°弯曲以限制耦合到附近走线的噪声。过孔应远离关键走线,并确保接地过孔靠近信号过孔放置,减少特性阻抗值的变化。
屏蔽与滤波
屏蔽措施:对敏感信号线使用屏蔽线或增加屏蔽措施,减少电磁干扰。机箱缝隙应密封,防止电磁波通过孔缝耦合至自由空间。
滤波器:在电源输入端或关键信号线上增加EMI滤波器,有效抑制电磁干扰。如在输入L线和N线之间串接X电容,在电源线上加入共模电感。
软件协同
优化控制算法:通过优化控制算法,降低数字信号线的串扰问题。例如,调整PWM信号参数,放缓其上升沿与下降沿,减少高频干扰。
测试与验证
EMC测试:整改完成后,需重新进行EMC测试,包括传导发射(CE)、辐射发射(RE)等项目,以验证整改效果。
持续改进:根据测试结果,对PCB设计、屏蔽措施、滤波器等进行持续改进,直至满足相关法规和标准的要求。
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