威凯：电动自行车用充电器电磁兼容质量提升

前言

2023（秋季）亚洲充电展将在8月23-25日在深圳福田会展中心3号馆举办，届时将会汇聚数百家知名企业参展。此次展会以推动充电行业交流与发展，打造一个关于技术交流的平台为目的，通过对行业的发展趋势的交流和相互间的技术交流，寻找产业升级新机遇，研判未来趋势，商讨行业观点并深化合作，结合国内外经济发展情况，推动构建产业间的相互合作。

其中8月23日（周三）同期举办2023（秋季）亚洲快充大会，汇聚了众多国内外众多半导体产业链的专家、学者、企业代表等半导体领域的大咖，互相交流半导体技术和半导体未来的发展趋势，为大家分享最新半导体领域的技术和干货，其中威凯检测技术有限公司（下称：威凯）带来了《电动自行车用充电器电磁兼容质量提升》为主题的演讲，分析近年来电动自行车用充电器的电磁兼容质量情况；对新国标GB 42296-2022的电磁兼容要求进行讲解；介绍电动自行车充电器EMC质量提升的成功案例，提出EMC整改设计若干意见。

担任本次演讲的是威凯检测技术有限公司的电子与通信事业部-通信工程部副部长何观寰先生，在本次大会上何观寰先生为大家带来了《电动自行车用充电器电磁兼容质量提升》为主题的演讲。何观寰先生主要负责电子产品和通信设备的电磁兼容检测技术研究。曾多次参加电子领域与通信领域的电磁兼容标准制修订工作，参与国家级和省市级的产品质量监督抽查工作，并负责组织威凯电子EMC实验室体系建设，具有非富的理论及实际操作经验。

本次演讲分往期要点回顾、电磁兼容质量情况、新国标EMC要求、质量提升措施四方面进行。

首先我们回顾一下往期安全篇的要点。

电动自行车充电器的产品及行业介绍，电动自行车充电器依据销售者和用户对产品的销售不同，已经形成两种市场形态，一是产品随电动自行车整车一起销售的一级市场，二是销售后服务需求衍生的二级市场。

广东省2019、2020年电动自行车充电器抽查结果显示，2019年抽查不合格项目主要有对触及带电部件的防护、电气间隙、爬电距离和固体绝缘、标志和说明等；2020年抽查不合格项目主要有标志和说明、输入功率和电流、结构、电气间隙、爬电距离和固体绝缘等。但2020年的合格率比2019年的合格率高出21%。

新国标的解读，包括标准的技术内容。充电器的机械安全及结构的外壳冲击、跌落、振动、结、内部布线；充电器的电气安全的泄露电流、电气强度、电气间隙、爬电距离和固体绝缘、防触电保护、非正常工作、熔断器、充电参数、电源软线和输出线、接地措施；充电器的环境适应性的低温、高温、恒定湿热、防异物侵入、防水；充电器的发热与热失控中温升、超温保护、过充切断、延时切断。

电动自行车的电磁兼容质量抽检情况是需要重视的一个点。电磁兼容意思是产品在工作时，满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。

在近年产品质量抽检情况中，2021年广州市市场监督管理局对电动自行车配套件产品的25批次样品进行了监督抽查，有23批次产品不符合电磁兼容标准要求，不合格项目为连续骚扰电压骚扰功率、辐射骚扰和谐波电流。2022年2月至2023年4月，广东省市场监督管理局对电动自行车及配件产品质量进行了专项监督抽查，结果发现42批次电动自行车充电器不符合电磁兼容标准要求，不合格项目为连续骚扰电压、骚扰功率、辐射骚扰和谐波电流。

电动自行车的新国标EMC要求。

GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》是在2023年7月1日正式实施。主要要求有5.7.1 端子骚扰电压、5.7.2 30-1000MHz频段内的发射 (骚扰功率/辐射骚扰)、5.7.3 谐波电流。

主要测量的是从电源端口输出的注入到电网30MHz以内的电压骚扰，如果不合格会造成电网污染，从而影响电网其他用电器的工作。GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》的5.7.1 端子骚扰电压的测试布置及数据示例，端子骚扰电压按照GB4343.1 规定的方法进行试验，充电器电源端子骚扰电压应符合频率范围为150kHz~30MHZ的电源端子骚扰电压限值。

GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》的30-1000MHz频段内的发射 (5.7.2.1骚扰功率)测试布局及数据示例，骚扰功率按照GB4343.1 规定的方法进行试验，充电器骚扰功率应符合30-300MHz频率范围、准峰值45~55dB(pw)、平均值35~45dB(pW)；发射进行评估需应用范围为30MHz~300MHZ的骚扰功率测量裕量，符合200-300MHz频率范围、准峰值0~10dB(pw)。

该项目测试的是通过线缆对外辐射的电池骚扰，测试区间为30MHz~1000MHZ，整个外壳向外发射的辐射骚扰。骚扰功率是辐射骚扰的一个简易测试方式。GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》的5.7.2.2 辐射骚扰按照GB4343.1 规定的方法进行试验，测试频率范围为30MHz~1000MHZ的辐射骚扰限值，使用全电波暗室测量方法，使用CISPR 16-2-3执行标准。

30MHz~1000MHz频段内的发射要求的限值应用，装有半导体装置的充电器,如果不包含任何高于 9 kHz 的时钟频率,则在30MHz~1000MHz的频段内不规定限值。相关信息可查看GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》了解详情。

5.7.2 30MHz~1000MHz频段内发射(骚扰功率/辐射骚扰)的发射测试流程图，电动自行车充电器让制造商选择进行频率测量范围（30MHz~1000MHz）或吸收钳测量（30MHz~300MHz），频率测量范围（30MHz~1000MHz）由制造商选择进行OATS(SAC）法测量CISPR 16-2-3 或 全电波暗室法测量CISPR 16-2-3 。对所选测量方法进行判断，是否满足所有适用的限值和判定准则，从而判定是否满足30MHz~1000MHz频段符合标准要求。

吸收钳测量（30MHz~300MHz）测试在200MHz~300MHz频率范围内，限值-附加裕量满足（如果不满足进行频率测量范围30MHz~1000MHz），如果满足则时钟频率小于30MHz（如果不满足进行频率测量范围30MHz~1000MHz）进行下一步对所选测量方法，满足所有适用的限值和判定准则，对结果进行判定是否符合30MHz~1000MHz频段符合标准要求。

进行5.7.3谐波电流测试时，充电器以最大输出电流工作，按照GB 17625.1一2012 规定的方法进行试验。充电器应符合 GB 17625.1-2012中A类设备的规定。如果该项目测试不合格会造成电网严重污染和电网整体供电的质量和效率，甚至造成其他供电设备的工作异常或烧毁，主要原因是部分厂商为了降低成本而没有使用有效的PFC电路。

电动自行车的EMC质量提升措施。

案例一，图示的是一款150W的电源，针对开关电源传导的端子骚扰电压的整改，结合图中的PCB分析，从功率来看，电源AC端共模滤波可能级数不够；从布局看，PFC电路可能会影响传导和辐射；但传导超不多，原因可能是某元器件参数偏大，经查，Y电容值为472达到安全极限值了，安规测试极有可能不通过；Y电容换成222，传导了MHz附近下降3DB多，但200KHz附近升了4DB。

经过合理的开关电源的传导整改，主要是通过三个措施，首先是增加滤波级数，其次是改变PFC走线，接着是对PFC电感加屏蔽，结果显示裕量的剩余有了立竿见影的效果，使开关电源的传导通过测试。

案例二，开关电源的辐射整改，左边是整改前的，右边是整改后的，左图的布线和环线比较复杂，接地设计存在问题，容易导致辐射的产生。整改方案是在PCB上不增加额外的元器件，仅仅优化布线和布局，就获得立竿见影的效果。

上图为PCB板的B面，通过整改后，取得了非常好的效果。

案例三，谐波电流的整改措施。PFC电路的整改分为被动式（无源）和主动式（有源），其中被动式有电感式和填谷式两个方法，主动式有Boost升压、Buck降压、Buck-B升降压共3种方式。被动式的整改价格低廉，结构单一，整改效果和整改区间较小，适合小功率电源使用。所以主动式更适合大功率电源的谐波电流整改。

威凯的特色服务，EMC质量提升助力产品从摇篮到市场。CVC威凯围绕“产品高质量”发展需求，开展质量提升一站式服务方案，包含失效分析、电磁兼客研发设计、技术培训指导等服务，确保产品设计规范、参数达标，缩短产品开发与测试周期，保障产品质量。

电磁兼容失效分析与整体解决方案是针对在检测过程中出现测试不合格项目，结合产品特性和测试情况，从原理、机理、布局、工艺等方面，逐一分析排查故障，分析引起失效的因素，形成失分析报告并提出针对性的解决方案。

电磁兼容技术研发设计是在产品立项初期，为客户提供设计开发服务，在产品整体架构、PCB设计规范、芯片选型、产品结构设计、电路布局、元器件组合布局等进行把控，优化产品性能和电磁兼容性能，缩短后期调试工作。

威凯的培训指导服务可为客户提供培训指导服务，包括不限于产品研发全周期跟踪指导、企业内训、行业交流会议、主题研讨会、技术分享会等，帮助客户提升技术认知，增强技术人员对产品设计规划风险把控能力，提高产品竞争力。

在国内，厂商可依据GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》标准通过威凯申请CVC或CQC自愿性认证，质检报告。

在国际上，厂商可依据IEC/EN 60335-1+ IEC/EN 60335-2-29 开展电动自行车充电器的CB/CE等国际认证。威凯可提供电源产品的品国际、国内检测认证一站式服务，CVC威凯出具的报告获70多个国家/地区，100多个权威机构认可，多年来帮助众多企业快速将产品销往全球。与安克、绿联、明纬、茂硕电源、金升阳、奥海、台达、公牛、欧陆通、GVE等国内外知名厂商达成合作。

以上是CVC威凯《电动自行车用充电器电磁兼容质量提升》为主题的演讲，演示完毕，感谢聆听。以上是威凯何工的联系方式，如果有兴趣可以扫码关注，与威凯何工共同探讨电动自行车用充电器电磁兼容的信息。

充电头网总结

随着电动自行车销量的增长，电动自行车的充电器销量也在不断上涨，但市场上的充电器质量良莠不齐，存在很大的安全隐患，因此我们购买充电器时候需要看是否符合国标要求，是否存在电磁兼容问题。威凯通过结合GB 42296-2022的电磁兼容要求和分析近年来的电动车充电器存在的电磁兼容质量情况进行讲解，分享电动自行车充电器EMC质量提升的成功案例并提出相应的EMC整改意见，让大家认识到威凯在电磁兼容领域所拥有的知识储备和专业性。

威凯隶属于中国电研（股票代码：688128），是集基础研究、标准化、检测、认证、检验、计量、能力验证及质量提升延伸服务（实验室技术服务、培训等）于一体的权威第三方质量技术服务品牌。威凯服务领域覆盖智能家居、智能汽车、5G通信、智能装备、医疗健康、消费用品、轨道交通等行业。基于不同领域在不同场景下用户的多元化需求，，CVC威凯已形成贯穿企业研发设计、原材料及元器件采购、整机生产、市场流通及售后等全生命链条，并覆盖标准制修订、检测、体系认证、产品认证、设备计量校准、验货、培训、试验室建设、能力验证、CNAS认可咨询、技术咨询、风险评估等全价值的闭环服务体系，帮助企业实现整体质量提升。

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