充电宝 EMC 设计仿真优化整改:基于 GB/T 17626.3 的 PCB 布局仿真验证

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2025-07-08 11:58:06
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充电宝 EMC 设计仿真优化整改:基于 GB/T 17626.3 的 PCB 布局仿真验证

随着移动设备的普及,充电宝作为便捷的移动供电设备,市场需求持续增长。深圳市南柯电子科技有限公司在开发新一代高性能充电宝时,针对电磁兼容(EMC)问题进行了深入的设计与优化。本文通过基于国家标准GB/T 17626.3(电磁兼容试验和测量 技术辐射发射测量的方法)的PCB布局仿真,系统分析了充电宝的辐射和传导发射性能,结合实际辐射发射摸底测试与传导发射摸底,开展整改,提高产品的电磁兼容性能,保障产品的稳定运行与市场竞争力。

一、产品成分及其EMC敏感性分析

充电宝的核心主要由以下三个部分组成:

电池管理系统(BMS):负责电池充放电保护及状态监控,包含多种模拟与数字电路。 DC-DC电源模块:将输入电压转换为稳定输出,采用高频开关电路,易产生辐射发射。 通讯与接口电路:具备USB输出接口及LED指示灯等,含多条信号线和电源线。

这三个部分的组合使得PCB布局中需高度关注电磁兼容问题。尤其是高频开关部分,其辐射发射和传导发射成为EMC设计的重点。

二、检测项目及标准号说明

深圳市南柯电子科技有限公司依据GB/T 17626.3标准开展充电宝的EMC检测工作,主要针对以下方面:

辐射发射摸底测试:测量充电宝在工作状态下的电磁波辐射强度,确定是否符合国家限值。 传导发射摸底:评价充电宝通过电源线和信号线向外传导的电磁干扰。 辐射发射整改:基于摸底测试结果,针对辐射发射异常频段进行设计优化,降低辐射干扰。 传导发射整改:改进滤波、接地及PCB走线布局,减少传导干扰。

GB/T 17626系列专注于电磁兼容测试,17626.3主要涉及辐射发射测量方法,提供了准确的测量技术和限值规范,确保产品在实际使用中不会对周边设备造成影响。

三、辐射发射摸底测试的挑战与发现

在初步辐射发射摸底测试阶段,发现充电宝在某些高频段存在超出限值的现象。具体表现在600 MHz至1 GHz频段,辐射峰值偏高,归因于PCB布局中高频开关电路走线过长、旁路电容选型不足,及地平面不连续导致的共模干扰。

这种未经优化的辐射发射不仅影响充电宝自身的稳定性,还会导致周边设备出现异常,违反国家EMC法规,不利于市场推广。

四、传导发射摸底的基础与问题点

通过传导发射摸底,检测到电源线和信号线传导的干扰电压超过GB/T 17626.3标准限值。主要问题包括电源输入端未配置有效的低通滤波器、电流回路路径不合理以及PCB层间隔不充分增加了干扰耦合。

传导发射异常往往被忽视,其带来的干扰可能影响电网设备稳定,也可能引发终端设备误动作,迫切需要整改。

五、基于GB/T 17626.3的仿真验证与整改设计

为深入解决辐射与传导发射问题,南柯电子团队引入了电磁场仿真软件结合国家标准要求,对PCB进行细致的电磁仿真验证,具体包括:

PCB走线优化:调整高频开关电路的走线长度,采用短且连续的回流路径,减少电磁波辐射源。 地平面布局:确保地层完整,避免多点接地造成的回流电流分叉及地循环干扰。 滤波元件选择:合理引入共模扼流圈和低阻抗电容,针对性降低传导和辐射发射。 走线层堆叠设计:优化信号层与地层关系,增大层叠间的耦合,抑制寄生电感和电容。

仿真结果显示,经过整改,辐射发射峰值下降了近30%,传导发射改善在15 dBμV以上,满足GB/T 17626.3标准要求。

六、整改效果的实际验证与经验总结

在完成仿真优化后,经过台架辐射发射整改测试和传导发射整改测试,最终取得良好结果。充电宝在实际测量中所有关键频段均低于国家标准限值,实现了设计指标与法规双重保障。

经验表明,EMC问题尤其在便携设备中往往被低估,融合仿真与实际测试的双重手段对快速定位问题、验证整改方案至关重要。深圳市南柯电子科技有限公司强调,良好的PCB设计理念是EMC合规的基础。

七、对企业与用户的建议

作为专业检测及设计企业,建议同行业务单位及研发团队:

产品开发早期就应关注EMC设计,避免后期整改带来重复费用与时间耗费。 采用国家标准GB/T 17626.3指导的检测和仿真方法,科学评估电磁兼容风险。 借助专业检测机构的辐射发射摸底测试和传导发射摸底,尽早发现潜在隐患。 积极开展辐射发射整改与传导发射整改行动,提升产品质量与客户信赖度。

用户在选购充电宝时,应重视产品的EMC性能,选择通过国家认证且具有良好市场口碑的品牌。例如深圳市南柯电子科技有限公司出品的充电宝,经过严格的EMC设计和测试,能满足多场景使用的稳定性与安全性需求,值得信赖。

八、总结

充电宝的EMC设计,尤其是基于GB/T 17626.3标准的辐射发射摸底测试与传导发射摸底,是提升产品核心竞争力的重要环节。通过仿真验证优化PCB布局,并结合辐射发射整改和传导发射整改的具体措施,能够有效降低电磁干扰,确保产品合规安全。

深圳市南柯电子科技有限公司立足技术深耕与创新,坚持以科学标准为导向,推动充电宝产业朝着高质量、高可靠方向发展。为客户提供符合国家及guojibiaozhun的EMC解决方案,是我们矢志不渝的目标。

深圳市南柯电子科技有限公司

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