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- 发布时间
- 2025-07-11 23:54:36
随着移动设备的普及和快充技术的迅猛发展,充电宝作为便携电源的重要角色,其电磁兼容(EMC)性能尤为关键。深圳市南柯电子科技有限公司承担多款快充充电宝的EMC设计及整改工作,特别针对GB/T 17626.3标准下快充电路的差模干扰问题展开专项研究与实施。本文围绕充电宝EMC设计中的差模噪声抑制,结合辐射发射摸底测试、辐射发射整改、传导发射摸底与传导发射整改等多个检测与整改环节,系统分析充电宝快充电路的EMC问题及解决方案,旨在为业界提供实用的整改参考与技术指导。
一、充电宝快充电路组成及差模干扰源分析快充充电宝的核心部件包括锂电池组、电池管理系统(BMS)、高频开关电源模块(通常是同步整流或开关电源IC)、控制芯片以及多口输出接口。高频开关电源模块工作时产生的开关信号,是差模干扰的重要来源,尤其在快充模式下,由于电流加大和开关频率提升,差模噪声更容易突破设计防线,导致EMC性能不达标。
具体来看,差模干扰主要源自:
开关电源开关管在开合过程中产生的电压陡升,形成高频脉冲。 快充协议控制芯片及外围电路的高速切换。 PCB布线的寄生电感与电容效应未被有效抑制。 电源输入输出线路中高频电流环路不合理,导致差模噪声通过电源线传导发射。由此可见,对差模噪声的检测和整改是快充充电宝符合GB/T 17626.3标准关键环节,必不可少的工程实践环节。
二、EMC检测项目及标准号解读深圳市南柯电子科技有限公司依托专业的辐射及传导发射摸底测试设备,对充电宝快充电路进行全面检测,主要覆盖以下项目:
辐射发射摸底测试:使用天线和频谱仪测量充电宝在正常工作状态下对外环境的高频电磁辐射强度。 传导发射摸底:测量通过电源线或信号线传递的电磁干扰,识别差模和共模噪声成分。 差模噪声重点频段扫描:针对快充开关频率及其谐波进行细致排查。 整改后的复测确认:确保整改措施有效,满足标准限值。核心采用标准GB/T (等同于IEC )作为参考,涵盖对电子设备不同频段电磁敏感性及排放限值的测试要求。此外,辐射发射及传导发射标准还包括GB 4943.1、GB/T 9254等,形成完整合规框架。
三、辐射发射摸底测量:揭示电磁泄漏关键环节在辐射发射摸底测试环节,深圳市南柯电子科技巧妙利用安静室和多角度旋转台,对充电宝快充模块在典型工作条件下辐射发射情况进行分析。通过对3米法和近场探测技术相结合,详细标记辐射强度较高的频带及空间位置。
结果显示,充电宝快充电路尤其在800kHz~10MHz频段内,部分谐波频率的辐射发射超出限值。对照频谱仪数据,辐射发射与PCB布局中的开关节点及外壳缝隙存在高度相关性,这说明设计中屏蔽和滤波措施尚未充分发挥效果。
通过辐射发射摸底测试,明确了差模噪声泄漏的关键信号通路,为后续整改指明方向。
四、辐射发射整改策略:物理屏蔽与滤波并重针对辐射发射整改,深圳市南柯电子技术团队提出多维度方案:
增加电磁屏蔽罩:对开关电源模块外壳和关键芯片区域采用金属屏蔽罩,降低电磁辐射。 优化PCB层叠结构:提升地平面连续性,减少辐射缝隙和开关节点电磁泄漏。 布线规则调整:减短高频回路,采用屏蔽线及差分布线方式。 滤波网络升级:在输出及输入端口增加LC滤波器,针对高频开关干扰设计专用差模滤波器。 接地设计优化:实施多点接地,改善地线回路防止地电位噪声传导。上述整改提高了充电宝快充电路对电磁辐射的控制能力,经过反复辐射发射整改测试验证,辐射值最大限度下降,满足GB/T 17626.3及相关标准要求。
五、传导发射摸底及整改:聚焦差模传导路径传导发射摸底测试主要覆盖充电宝电源输入线与输出端口的电磁干扰检测。快充电路因快速开关动作,差模电流通过电源线传播成传导发射,成为EMC合规难点。
深圳市南柯电子基于测试结果,发现传导发射频谱中存在多个开关频率及高频谐波峰值,尤其在0.15MHz至30MHz范围内表现突出。
传导整改重点措施包括:
加强输入输出端的差模滤波电路设计,增设多级LC滤波器。 合理布局电容和共模电感,选择材料低损耗、高频性能优越元器件。 缩短输入输出PCB走线长度,抑制差模噪声幅射和传导。 采用屏蔽处理及接地环路,防止差模干扰通过地线传播。整改后,传导发射强度明显降低,实现了标准限值的全面符合,同时保持了快充效率和电能转换效率。
六、整改中的细节与工程实践体会在整改过程中,经验告诉我们,差模干扰问题复杂而多变,需从电路设计、元件选型、PCB布线、屏蔽和滤波多个角度协同发力。常见误区是片面依赖滤波器而忽视PCB布局和地线设计。
深圳市南柯电子强调:差模噪声的根源抑制优先于后端滤波补救。良好的地平面连续性、合适的走线互换距离、合理的接地回路,可从根本上降低差模干扰源的生成和扩散。
此外,整改工作需要结合严格的辐射及传导摸底测试数据指导,采用闭环验证原则,反复迭代优化方案,才能保证整改的有效性和稳定性。
七、总结与展望充电宝快充电路的差模干扰是灯塔工程,也是EMC设计的难点。深圳市南柯电子科技有限公司通过系统的辐射发射摸底测试、辐射发射整改、传导发射摸底与传导发射整改过程,有效抑制GB/T 17626.3标准下的差模噪声,实现了产品的电磁兼容合规性。
我们建议同行企业重视差模噪声的整体把控,结合公司专业的EMC测试与整改服务,提前介入产品设计阶段,降低后期整改风险与成本。深圳市南柯电子具备丰富的辐射与传导发射整改经验,欢迎身处快充产品研发、EMC改善需求的合作伙伴咨询合作,共同实现高品质、合规的充电宝产品。