電動汽車充電樁作為連接電網(wǎng)與電動汽車的關鍵設備，其內(nèi)部包含高頻開關電源、電力電子變換電路及通信模塊，工作時易產(chǎn)生電磁輻射，若超出標準限值，可能干擾周邊通信設備（如 5G 基站、車聯(lián)網(wǎng)模塊）及精密儀器。以下從輻射發(fā)射（RE）測試核心內(nèi)容和整改方案兩方面詳細說明：

一、電動汽車充電樁輻射發(fā)射（RE）測試標準與要求

充電樁的輻射發(fā)射測試需符合工業(yè)設備及電力電子設備的電磁兼容標準，核心參考如下：

1. 適用標準

guojibiaozhun：EN 61000-6-3（工業(yè)環(huán)境設備輻射發(fā)射）、EN 61851-21-1（電動汽車傳導充電系統(tǒng)電磁兼容要求）。

國內(nèi)標準：GB/T 17799.3（工業(yè)環(huán)境輻射發(fā)射）、GB/T 34657.2（電動汽車充電系統(tǒng)電磁兼容第 2 部分：交流充電樁）。

2. 測試關鍵參數(shù)

頻率范圍：30MHz~1GHz（基礎頻段），部分場景擴展至 6GHz（應對 5G 等新頻段干擾）。

限值要求：

30MHz~230MHz：Class A（工業(yè)環(huán)境）限值為 40~54dBμV/m，Class B（居民區(qū)附近）限值更嚴格（30~48dBμV/m）。

230MHz~1GHz：Class A 限值 47~54dBμV/m，Class B 限值 40~47dBμV/m（具體依標準版本調(diào)整）。

測試環(huán)境：在 3 米法或 10 米法電波暗室中進行，充電樁需連接模擬負載（模擬電動汽車充電狀態(tài)），轉臺模擬不同角度輻射，通過全向天線接收輻射信號。

3. 測試場景與重點關注

測試工況：需覆蓋充電樁的不同工作模式，包括待機、正常充電（不同功率等級，如 3.3kW、6.6kW、11kW）、故障保護狀態(tài)（如過流、過壓保護觸發(fā)瞬間）。

關鍵輻射源：

高頻開關電源（如 AC/DC 變換器，開關頻率 50kHz~200kHz）的諧波輻射。

整流橋、IGBT 等功率器件的高頻開關動作（dv/dt、di/dt）產(chǎn)生的寬帶輻射。

通信模塊（如 4G/5G、藍牙、CAN 總線）的射頻信號及雜散輻射。

內(nèi)部線纜（如動力電纜、信號線）的天線效應輻射。

二、輻射發(fā)射（RE）超標的常見原因分析

充電樁輻射超標的核心在于 “強功率變換 + 長電纜布局” 的特性，具體原因包括：

功率變換電路輻射

充電樁的 AC/DC、DC/DC 變換器中，IGBT/MOSFET 的高頻開關動作會產(chǎn)生陡峭的電壓和電流變化（dv/dt 可達 50V/ns 以上），其基波頻率（50kHz~200kHz）的諧波（如 50 次諧波達 2.5GHz）易在 30MHz~1GHz 頻段形成超標輻射。若變換器未做有效屏蔽，輻射會直接向空間泄漏。

線纜輻射效應顯著

充電槍電纜（通常 3~5 米長）作為強電流通路，若屏蔽不良或接地不可靠，會成為 “高效輻射天線”，將內(nèi)部干擾信號以共模電流形式向外輻射。

內(nèi)部動力電纜（如連接整流橋與變換器的電纜）、通信線纜（如 4G 模塊天線饋線）若與功率電路并行布線，易耦合噪聲并向外輻射。

屏蔽與接地設計缺陷

功率模塊（如整流模塊、IGBT 模塊）的屏蔽罩未完全封閉（如縫隙過大、未可靠接地），導致內(nèi)部輻射外泄。

接地系統(tǒng)混亂（如多點接地形成地環(huán)路），高頻噪聲無法通過接地有效泄放，轉而通過機殼或線纜輻射。

通信模塊雜散輻射

充電樁的 4G/5G 通信模塊若天線匹配不佳或功率控制不當，其發(fā)射信號的諧波（如 1.8GHz 的 3 次諧波達 5.4GHz）可能在高頻段（>1GHz）超標。

三、輻射發(fā)射（RE）超標整改方案

針對充電樁的結構和干擾源特性，整改需從 “抑制輻射源→阻斷輻射路徑→優(yōu)化屏蔽與接地” 三個層面入手：

1. 功率變換電路輻射抑制（源頭控制）

軟開關技術應用

將傳統(tǒng)硬開關變換器改為軟開關拓撲（如 LLC 諧振變換器、移相全橋變換器），使開關管在零電壓（ZVS）或零電流（ZCS）狀態(tài)下切換，降低 dv/dt、di/dt，減少 30%~60% 的高頻輻射。例如，在 DC/DC 模塊中采用 LLC 諧振拓撲，開關頻率穩(wěn)定在 100kHz，其諧波能量較硬開關結構顯著降低。

吸收電路優(yōu)化

在 IGBT/MOSFET 的功率端并聯(lián)RCD 或 RC 吸收電路，抑制開關過程中的電壓尖峰：

電容選用高頻陶瓷電容（如 100nF/1.2kV），電阻選用無感電阻（20~50Ω），吸收高頻振蕩能量。

吸收電路需緊貼器件引腳安裝，引線長度≤3mm，避免寄生電感削弱吸收效果。

變換器屏蔽強化

對 AC/DC、DC/DC 變換器模塊加裝金屬屏蔽罩（如鋁合金材質，厚度≥0.5mm），屏蔽罩與充電樁接地板通過多點導電連接（如銅柱 + 導電膠，接觸電阻≤0.1Ω），罩體接縫處用導電泡棉密封（壓縮量 30%~50%），阻斷輻射外泄。

2. 線纜輻射抑制（關鍵整改點）

充電槍電纜屏蔽優(yōu)化

采用雙層屏蔽電纜（內(nèi)層鋁箔 + 外層鍍錫銅編織網(wǎng)，覆蓋率≥95%），屏蔽層兩端需 360° 環(huán)接（通過金屬連接器外殼分別與充電樁外殼、充電槍外殼連接），避免 “單端引線接地” 導致的屏蔽失效。

在電纜靠近充電樁端加裝卡扣式共模扼流圈（如鐵氧體磁環(huán)，內(nèi)徑適配電纜直徑），線纜繞 2 圈，抑制 30MHz~300MHz 頻段的共模輻射（共模電流是電纜輻射的主因）。

內(nèi)部線纜布局與處理

動力電纜（大電流回路）與通信線纜（如 4G 天線饋線、CAN 總線）分開布線，間距≥50cm；并行布線時用金屬隔板隔離，減少電磁耦合。

通信模塊的天線饋線需短而直（長度≤30cm），阻抗匹配（50Ω），并遠離功率模塊；天線若為內(nèi)置 PCB 天線，需鋪設完整接地平面，避免與其他電路耦合。

內(nèi)部線纜（如電源排線）用金屬波紋管或屏蔽管包裹，屏蔽管兩端接地，降低輻射天線效應。

3. 屏蔽與接地系統(tǒng)優(yōu)化

機殼與模塊屏蔽

充電樁外殼選用鍍鋅鋼板（厚度≥1.5mm），接縫處用導電膠條或鈹銅彈片密封，確保縫隙導電連續(xù)（接觸電阻≤20mΩ），抑制內(nèi)部輻射從縫隙泄漏（縫隙長度需≤λ/20，如 30MHz 對應 λ=10m，縫隙≤50cm）。

內(nèi)部功率模塊（整流橋、IGBT 模塊）、高頻開關電源單獨加裝金屬屏蔽罩，罩體與外殼接地板多點連接，形成 “分層屏蔽”，避免模塊間輻射耦合。

接地系統(tǒng)設計

采用單點接地 + 分區(qū)接地：功率地（PGND，承載大電流）、信號地（SGND，通信與控制電路）、屏蔽地（FG，外殼與屏蔽層）通過銅排單點連接至總接地板，總接地板與電網(wǎng)保護地（PE）可靠連接（阻抗≤4Ω）。

高頻電路（如通信模塊）采用多點接地（接地間距≤λ/20），縮短接地路徑；低頻電路（如模擬量采樣）采用單點接地，避免地環(huán)路。

接地板選用厚銅排（截面積≥50mm2），確保低阻抗，所有屏蔽罩、濾波器外殼通過短粗導線（截面積≥2.5mm2）連接至接地板。

4. 通信模塊與輔助電路優(yōu)化

通信模塊雜散抑制

4G/5G 模塊輸出端增加射頻濾波器（如 SAW 濾波器），抑制帶外雜散輻射（要求帶外抑制≥60dB@2 倍頻點）。

降低非必要發(fā)射功率（在通信距離允許范圍內(nèi)），通過軟件優(yōu)化跳頻策略，減少高頻段雜散輸出。

輔助電路濾波

控制板電源（如 3.3V、5V）輸入端增加 π 型濾波電路（電感 + 電容），濾除高頻電源噪聲，避免通過控制電路輻射。

外部接口（如以太網(wǎng)口、RS485）的信號線串聯(lián)磁珠（100Ω@100MHz），并并聯(lián) TVS 管，抑制干擾信號通過接口線纜輻射。

四、整改驗證與測試技巧

分階段定位：通過近場探頭在暗室中測試，定位超標頻段對應的輻射源（如 30~100MHz 超標多為電纜或功率回路輻射，300MHz~1GHz 超標多為通信模塊或高頻開關噪聲）。

對比測試：整改前后對比輻射頻譜，若某頻段輻射強度下降 10dB 以上，說明整改有效（如加裝共模扼流圈后電纜輻射下降 15dB）。

極限工況驗證：在最大充電功率（如 60kW）、惡劣環(huán)境（高溫 40℃）下復測，確保極端工況下仍符合限值要求。