充電樁PCBA設計必看：2024年最新安規標準與EMC解決方案

一、2024年最新安規標準解析

1. GB 39752-2024《電動汽車供電設備安全要求》

• 電氣安全：標準對充電樁的漏電、過載、短路、接地等電氣安全性測試提出嚴格要求，確保設備在各種使用場合下的安全運行。

• 外殼與接口防護：明確充電設備的外殼、插座、接口等部件的防護等級（如IP防護等級），以及防觸電措施，確保在正常使用和異常情況下的人員安全。

• 環境適應性：規定充電設備在不同氣候條件、濕度、溫度等環境下的適應能力，包括對雷電、暴雨、高溫等極端天氣的耐受能力。

• 智能化功能：要求充電設備具備遠程監控、故障診斷、自動化管理等智能化功能，提高設備的管理效率和用戶體驗。

2. GB 44263-2024《電動汽車傳導充電系統安全要求》

• 互操作性要求：明確充電樁與電動汽車之間的通信協議、接口規范、功率匹配等，避免“充不了電”問題。

• 安全規范：包括過載保護、絕緣檢測、急停功能等安全條款，確保充電過程的安全性。

3. GB/T 50966-2024《電動汽車充電站設計標準》

• 站址選擇與規模分級：注重交通便利性、充電需求分布、電網接入條件以及環境保護要求，增加充電站規模分級，明確各級充電站的布局和設施配置要求。

• 消防安全與節能環保：完善消防設施設計要求，增加充電站建（構）筑物的火災危險性及耐火等級，明確滅火器配置、安全疏散和救援設施的設置要求。同時，倡導采用節能技術和設備，減少能源消耗和環境污染。

二、EMC解決方案

1. EMC設計原則

• 跨學科融合：EMC專家與材料科學家、電路設計師和系統工程師等緊密合作，共同開發新型屏蔽材料和電路布局，解決電磁兼容問題。

• 前瞻性設計：在產品開發初期就考慮EMC要求，避免后期因修改而帶來的成本和時間浪費。

2. PCB設計中的EMC控制

• 接地設計：采用低電感接地系統，最大化PCB上的接地面積，降低系統中的接地電感，減少電磁輻射和干擾。

• 層數排列：根據信號頻率和電子元件分布密集程度，選擇合適的PCB層數。高頻信號應使用多層PCB，并由交替的接地層和信號層組成。

• 去耦電容：在IC附近放置去耦電容，減少PCB上開關噪聲的傳播，并將噪聲引導至地面。

• 走線與過孔：避免90°走線，采用45°彎曲以限制耦合到附近走線的噪聲。過孔應遠離關鍵走線，并確保接地過孔靠近信號過孔放置，減少特性阻抗值的變化。

3. 屏蔽與濾波

• 屏蔽措施：對敏感信號線使用屏蔽線或增加屏蔽措施，減少電磁干擾。機箱縫隙應密封，防止電磁波通過孔縫耦合至自由空間。

• 濾波器：在電源輸入端或關鍵信號線上增加EMI濾波器，有效抑制電磁干擾。如在輸入L線和N線之間串接X電容，在電源線上加入共模電感。

4. 軟件協同

• 優化控制算法：通過優化控制算法，降低數字信號線的串擾問題。例如，調整PWM信號參數，放緩其上升沿與下降沿，減少高頻干擾。

5. 測試與驗證

• EMC測試：整改完成后，需重新進行EMC測試，包括傳導發射（CE）、輻射發射（RE）等項目，以驗證整改效果。

• 持續改進：根據測試結果，對PCB設計、屏蔽措施、濾波器等進行持續改進，直至滿足相關法規和標準的要求。