开关电源类产品 EMC 设计：GJB 151B 标准传导整改项目

【开关电源类产品 EMC 设计：GJB 151B 标准传导整改项目】

作为深圳市南柯电子科技有限公司的一名技术工程师，我不断接触和推动公司开关电源产品的电磁兼容（EMC）设计优化工作。本文围绕GJB 151B标准，结合我司开关电源类产品的检测与整改案例，详尽探讨辐射发射摸底测试、传导发射摸底及整改过程，全面解读EMC整改的关键技术点与实施策略，为同行与客户提供实操参考与设计思路。

一、开关电源产品成分解析与EMC特性

开关电源作为电子系统的重要供电组件，内部集成了高频变换器件（如MOSFET、IGBT）、电感、电容以及滤波网络，这些元器件在快速切换过程中非线性开关动作导致显著的高频电磁干扰。产品中常见的主要噪声源包括开关管的开关瞬态、变压器漏磁、以及整流二极管的反向恢复过程。这些高频干扰以辐射和传导两种形式叠加，给产品的电磁环境带来了挑战。

根据GJB 151B标准要求，开关电源的EMC设计必须重点控制辐射发射和传导发射，使其在特定频段内满足标准限值。辐射发射通常通过电磁波形式向外扩散，干扰周边设备；传导发射则通过电源线或信号线传播，引发系统性电磁干扰。深圳作为中国电子制造重镇，南柯电子积极参与本地乃至全国的电子产品标准化建设，确保产品符合军用标准GJB 151B的严苛要求。

二、检测项目详解与GJB 151B标准介绍

在产品EMC设计流程中，检测是判断设计合理性的重要环节。我们对开关电源产品主要开展以下测试：

辐射发射摸底测试：基于GJB 151B第4章要求，在半短波暗室内，测量产品在30 MHz至1 GHz频率范围的电磁辐射发射强度。 传导发射摸底测试：测量产品通过电源线传导出的低频段干扰（150 kHz - 30 MHz），判定传导噪声幅度是否超出标准限值。 整改后的辐射发射整改测试和传导发射整改测试：在针对测出不合格项进行设计调整后，复测确认整改效果。

GJB 151B标准是我国军用电子装备电磁兼容的主要技术规范，对辐射和传导发射的限值进行了明确规定，尤其强调在电磁环境保护方面的严格要求。此标准既涵盖基本民用要求，也兼顾军用环境的特殊电磁干扰环境。

三、辐射发射摸底测试及整改过程

辐射发射摸底测试的关键在于准确捕获产品运行中各种辐射源发出的电磁波能量。首轮测试中，我们发现部分频段存在超标现象，主要集中在开关管开关频率的整数倍及磁性元件谐振频率附近。这些超标多因PCB布局不合理，接地回路环路面积较大，以及屏蔽材料应用不充分导致。

针对以上问题，我们开展了辐射发射整改，采取以下措施：

优化开关节点布局，缩短信号环路长度以减少辐射源面积。 增加铁氧体磁珠和LC滤波器抑制高频干扰。 增强关键位置的金属屏蔽罩设计，利用屏蔽效应降低辐射强度。 改进接地设计，采用多点接地和分层布局降低地线电感。

整改后复测表明，产品辐射发射值整体下降20%以上，多数频段降至标准限值之内，满足GJB 151B的辐射发射要求。

四、传导发射摸底与整改分析

传导发射往往被忽视，但它直接影响系统供电的稳定和外部设备的抗干扰性能。初步传导发射摸底中，我们检测到部分频段干扰尖峰明显超标，尤其是开关瞬态导致的共模和差模噪声幅度较高。这主要由于滤波电路设计不足、电源线布局冗长及变压器绕组耦合不良引起。

传导发射整改着重于以下几个方面：

整改点 具体措施

滤波电路优化	引入高性能共模电感，增加输入端LC滤波网络，提高滤波效率。
线路走向与屏蔽	缩短电源线长度，合理规划布线路径，避免高频电流回路和敏感电路混合布置。
变压器设计调整	采用绕组间屏蔽及对称绕组工艺，降低寄生耦合产生的共模噪声。
接地与外壳	合理接地方式，增强机壳接地导电性能，提升整体抗扰能力。

调整完成后，传导发射测试多次复测显示显著改善，最高峰值降低至标准允许范围以内，实现了传导发射整改的既定目标。

五、整改中关键细节与技术深度

在EMC整改过程中，技术人员往往容易忽略某些细节，导致整改效果不理想。通过南柯电子的实践经验总结，以下几个细节尤其关键：

开关节点波形控制：改善MOSFET驱动器波形，使得开关边沿时间可控，降低高频分量产生。 地线规划：确保模拟地与数字地分离，在电源与信号线走线时采用星形接地降低地回路噪声。 滤波元件布局：滤波器件必须就近布置于接口端，减少线路引入的附加寄生电感。 机壳接地与EMI屏蔽：对壳体接地方式进行优化，利用金属壳体屏蔽减少辐射泄漏。

此外，在GJB 151B标准内，测试环境的严格控制也是保证检测数据准确性的基础。在南柯电子，我们采用国际认可的半暗室和传导发射测试设备，保证每次测试的稳定性和可重复性。

六、个人观点与未来趋势

我认为，开启端快速发展的电子产品对EMC提出了越来越高的要求，尤其是军用等级的GJB标准，不仅仅是测试合格，更是对产品长时间稳定工作保障的一部分。EMC整改工作应从设计之初即介入，辐射及传导摸底测试结果能有效指导后续整改方向，这一点对提升产品质量和研发效率至关重要。

同时，随着电磁环境日益复杂，未来开关电源的EMC设计可能更多采用智能仿真技术与大数据手段，辅助完成全局优化。这不仅节约了反复样机实测的时间，也能提前预测潜在的电磁兼容性隐患。

在深圳这座创新聚集地，南柯电子将继续投入前沿技术研发，结合GJB 151B标准要求，推动高性能开关电源的EMC技术升级，为客户提供稳定、可靠的产品，助力国防及工业领域电子装备的安全运转。

七、总结与服务推荐

深圳市南柯电子科技有限公司针对开关电源类产品的辐射发射摸底测试、传导发射摸底及整改积累了丰富的经验。在遵循GJB 151B标准的基础上，公司不仅提供高效、精准的EMC检测服务，还制定完善的整改方案，帮助客户快速通过标准认证，从设计到整改形成闭环，降低产品上市风险。

对于有EMC整改需求的客户，建议优先结合全面的摸底测试结果分析，选择专业且技术深入的检测整改合作伙伴。深圳南柯电子拥有先进设备及专业团队，是您可信赖的选择。

未来，依托持续积累的技术优势和行业经验，南柯电子将不断深化开关电源及其他电子类产品的EMC设计与整改能力，携手客户共同迈向高质量发展道路。