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

1. 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。

2. 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。

3. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。