在電動(dòng)摩托車(chē)普及的當(dāng)下，充電器的性能直接影響著車(chē)輛的使用便利性與安全性。電動(dòng)摩托車(chē)充電器在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)、周邊電子設(shè)備造成不良影響，自身也需抵御外界電磁干擾，以保證穩(wěn)定充電。深入探究其電磁兼容（EMC）特性，對(duì)提升產(chǎn)品質(zhì)量、保障使用安全意義重大。

一、電動(dòng)摩托車(chē)充電器的工作原理與電磁干擾產(chǎn)生機(jī)制

1.1 工作原理基礎(chǔ)

電動(dòng)摩托車(chē)充電器主要由輸入整流濾波電路、功率變換電路、輸出整流濾波電路和控制保護(hù)電路等部分組成。市電交流電（一般為 220V/50Hz）進(jìn)入輸入整流濾波電路，經(jīng)過(guò)整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，再通過(guò)濾波電容、電感去除雜波，得到相對(duì)平滑的直流電壓。該直流電壓隨后進(jìn)入功率變換電路，常見(jiàn)的功率變換電路有反激式、正激式等，在功率開(kāi)關(guān)管的高頻開(kāi)關(guān)作用下，直流電壓被轉(zhuǎn)換為高頻脈沖電壓。高頻脈沖電壓經(jīng)輸出整流濾波電路，通過(guò)整流二極管和濾波電容、電感，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓輸出，為電動(dòng)摩托車(chē)電池充電。控制保護(hù)電路則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電過(guò)程中的電壓、電流等參數(shù)，根據(jù)電池狀態(tài)調(diào)節(jié)功率變換電路的工作，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)流、短路等異常情況時(shí)，及時(shí)切斷電源，保護(hù)充電器和電池安全。

1.2 電磁干擾產(chǎn)生機(jī)制

1.2.1 功率變換電路與電磁輻射

功率變換電路是電動(dòng)摩托車(chē)充電器產(chǎn)生電磁干擾的主要源頭。功率開(kāi)關(guān)管在高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程中，電壓和電流的快速變化會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射。例如，當(dāng)開(kāi)關(guān)管以幾十 kHz 甚至幾百 kHz 的頻率導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，其電壓和電流的上升 / 下降時(shí)間極短，di/dt（電流變化率）和 dv/dt（電壓變化率）很大，會(huì)在周?chē)臻g產(chǎn)生較強(qiáng)的交變電磁場(chǎng)。以一款工作頻率為 100kHz 的充電器為例，其功率開(kāi)關(guān)管在開(kāi)關(guān)瞬間產(chǎn)生的電磁輻射，在 30MHz - 100MHz 頻段內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá) 35dBμV/m 。這些電磁輻射若不加以控制，可能干擾周邊的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，如手機(jī)、無(wú)線(xiàn)路由器等，導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定、通信中斷等問(wèn)題。

1.2.2 整流濾波電路與傳導(dǎo)干擾

輸入整流濾波電路和輸出整流濾波電路也會(huì)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾。在輸入整流濾波電路中，整流二極管的非線(xiàn)性特性會(huì)導(dǎo)致電流波形畸變，產(chǎn)生大量的諧波電流。這些諧波電流通過(guò)電源線(xiàn)傳導(dǎo)至電網(wǎng)，會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)中的其他電器設(shè)備造成干擾，如使附近的照明燈具閃爍、電視機(jī)畫(huà)面出現(xiàn)干擾條紋等。輸出整流濾波電路中，二極管的反向恢復(fù)特性、電感和電容的寄生參數(shù)等因素，會(huì)在輸出端產(chǎn)生高頻噪聲，這些噪聲可能通過(guò)充電線(xiàn)纜傳導(dǎo)至電動(dòng)摩托車(chē)的電池管理系統(tǒng)，影響電池的正常充放電控制，甚至損壞電池管理系統(tǒng)的電子元件。

1.2.3 控制保護(hù)電路與電磁噪聲

控制保護(hù)電路中的微控制器、驅(qū)動(dòng)芯片等電子元件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲。微控制器內(nèi)部的數(shù)字電路在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信號(hào)傳輸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字脈沖信號(hào)，這些信號(hào)若未得到有效處理，會(huì)通過(guò)電路板走線(xiàn)、電源線(xiàn)等傳播，形成電磁噪聲。驅(qū)動(dòng)芯片在驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管時(shí)，輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)也可能產(chǎn)生電磁噪聲。這些電磁噪聲可能干擾控制電路自身的正常工作，導(dǎo)致充電器出現(xiàn)誤判，如過(guò)充、欠充等問(wèn)題，影響充電安全和電池壽命。

二、電動(dòng)摩托車(chē)充電器的 EMC 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

2.1 guojibiaozhun

2.1.1 IEC 61000 系列標(biāo)準(zhǔn)

IEC 61000 系列標(biāo)準(zhǔn)為電動(dòng)摩托車(chē)充電器的 EMC 測(cè)試提供了重要指導(dǎo)。其中，IEC 規(guī)定的靜電放電抗擾度測(cè)試，模擬了人體或物體對(duì)充電器放電的場(chǎng)景，要求充電器在不同等級(jí)的靜電放電干擾下（如接觸放電 ±4kV、±6kV、±8kV，空氣放電 ±8kV、±10kV、±15kV），能正常工作，無(wú)死機(jī)、重啟、數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象，確保在日常使用中不會(huì)因靜電干擾而出現(xiàn)故障。IEC 的射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試，在 80MHz - 1GHz 頻段，以不同場(chǎng)強(qiáng)等級(jí)（如 3V/m、10V/m）對(duì)充電器施加干擾，測(cè)試其在射頻電磁環(huán)境下的抗干擾能力，保證充電器在復(fù)雜電磁環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。IEC 的電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試，通過(guò)在充電器電源端口、信號(hào)端口施加不同強(qiáng)度的電快速瞬變脈沖群（如 ±1kV、±2kV），檢驗(yàn)其抵御此類(lèi)干擾的能力，防止因電快速瞬變脈沖干擾導(dǎo)致充電器控制異常。

2.1.2 CISPR 22 標(biāo)準(zhǔn)

CISPR 22 標(biāo)準(zhǔn)適用于信息技術(shù)設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電騷擾限值和測(cè)量方法，電動(dòng)摩托車(chē)充電器可參照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電磁發(fā)射測(cè)試。在傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試方面，規(guī)定了充電器在 150kHz - 30MHz 頻段的騷擾電壓限值，以及在 30MHz - 1GHz 頻段的輻射發(fā)射電場(chǎng)強(qiáng)度限值。例如，在 30MHz - 230MHz 頻段，輻射發(fā)射的電場(chǎng)強(qiáng)度限值一般為 30dBμV/m，超出此限值可能會(huì)對(duì)周邊的無(wú)線(xiàn)電接收設(shè)備造成干擾。該標(biāo)準(zhǔn)確保充電器產(chǎn)生的電磁干擾處于可接受范圍內(nèi)，不對(duì)公共電磁環(huán)境造成破壞。

2.2 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1 GB/T 17626 系列標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 17626 系列標(biāo)準(zhǔn)等同采用 IEC 系列標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)內(nèi)電動(dòng)摩托車(chē)充電器的抗擾度測(cè)試提供了具體規(guī)范。其中，GB/T 17626.2 對(duì)應(yīng)靜電放電抗擾度測(cè)試，GB/T 17626.3 對(duì)應(yīng)射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試，GB/T 17626.4 對(duì)應(yīng)電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試等。通過(guò)執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)，可確保國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和銷(xiāo)售的電動(dòng)摩托車(chē)充電器具備良好的抗干擾性能，滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)復(fù)雜電磁環(huán)境下的使用要求，保障消費(fèi)者的使用安全和體驗(yàn)。

2.2.2 GB 4706.18 標(biāo)準(zhǔn)

GB 4706.18 是家用和類(lèi)似用途電器的安全標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于電池充電器的特殊要求，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)摩托車(chē)充電器的電氣安全和電磁兼容性提出了要求。在電氣安全方面，規(guī)定了充電器的絕緣性能、防觸電保護(hù)等；在電磁兼容性方面，雖未詳細(xì)規(guī)定測(cè)試方法和限值，但要求充電器在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中考慮電磁兼容問(wèn)題，避免對(duì)周邊設(shè)備造成干擾，自身能抵御一定程度的電磁干擾，確保充電過(guò)程安全可靠。

三、EMC 摸底測(cè)試項(xiàng)目要求

3.1 電磁發(fā)射測(cè)試

3.1.1 傳導(dǎo)發(fā)射（150kHz - 30MHz）

使用線(xiàn)路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）等測(cè)試設(shè)備，測(cè)量電動(dòng)摩托車(chē)充電器電源端口的騷擾電壓和騷擾電流。在低頻段（150kHz - 500kHz），由于整流電路產(chǎn)生的諧波電流等因素，騷擾電壓限值一般設(shè)定為 66dBμV；在高頻段（500kHz - 30MHz），受功率變換電路高頻信號(hào)影響，限值為 34dBμV。若充電器傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)，可能會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)中的其他電器設(shè)備產(chǎn)生干擾，如使附近的電腦出現(xiàn)死機(jī)、智能電表計(jì)量不準(zhǔn)確等問(wèn)題。

3.1.2 輻射發(fā)射（30MHz - 1GHz）

在電波暗室中，利用天線(xiàn)接收充電器運(yùn)行時(shí)向周?chē)臻g輻射的電磁信號(hào)，測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度限值通常為 40dBμV/m，超出此值會(huì)干擾周邊無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備、電子測(cè)量?jī)x器等。例如，在電動(dòng)車(chē)充電棚內(nèi)，若多個(gè)充電器輻射發(fā)射超標(biāo)，可能會(huì)干擾棚內(nèi)的無(wú)線(xiàn)監(jiān)控設(shè)備、電動(dòng)車(chē)的無(wú)鑰匙啟動(dòng)系統(tǒng)等，影響設(shè)備正常運(yùn)行和車(chē)輛使用安全。

3.2 電磁抗擾度測(cè)試

3.2.1 靜電放電抗擾度

模擬人體或物體對(duì)充電器放電的場(chǎng)景，進(jìn)行接觸放電（±4kV、±6kV、±8kV）和空氣放電（±8kV、±10kV、±15kV）測(cè)試。要求充電器在靜電放電干擾下，無(wú)死機(jī)、重啟現(xiàn)象，充電功能正常，控制電路工作穩(wěn)定，不會(huì)因靜電干擾導(dǎo)致充電異常，如停止充電、錯(cuò)誤顯示充電狀態(tài)等。

3.2.2 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度

在 80MHz - 1GHz 頻段，以 3V/m、10V/m 等不同場(chǎng)強(qiáng)等級(jí)對(duì)充電器施加射頻電磁場(chǎng)輻射干擾。測(cè)試過(guò)程中，充電器需正常工作，充電電壓、電流穩(wěn)定，充電控制功能正常，無(wú)過(guò)充、欠充等異常情況發(fā)生，確保在復(fù)雜射頻電磁環(huán)境下，充電器能為電動(dòng)摩托車(chē)安全充電。

3.2.3 電快速瞬變脈沖群抗擾度

在充電器電源端口、信號(hào)端口施加 ±1kV、±2kV 等不同強(qiáng)度的電快速瞬變脈沖群干擾。要求充電器無(wú)數(shù)據(jù)丟失、控制電路工作正常，不會(huì)因電快速瞬變脈沖干擾導(dǎo)致充電控制錯(cuò)誤，如誤判電池充滿(mǎn)狀態(tài)、無(wú)法正常啟動(dòng)充電等，保障充電過(guò)程的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

3.2.4 浪涌抗擾度

模擬雷擊、電網(wǎng)開(kāi)關(guān)操作等產(chǎn)生的浪涌干擾，在電源端口施加 ±1kV、±2kV、±4kV 等不同等級(jí)的浪涌電壓。電動(dòng)摩托車(chē)充電器應(yīng)具備一定的抗浪涌能力，在浪涌干擾后能迅速恢復(fù)正常工作，無(wú)硬件損壞、數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題，避免因浪涌電壓導(dǎo)致充電器內(nèi)部電子元件燒毀，延長(zhǎng)充電器使用壽命，保障充電安全。

四、整改思路

4.1 硬件整改

4.1.1 優(yōu)化功率變換電路

選用低電磁輻射的功率開(kāi)關(guān)管，如采用碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等新型寬禁帶半導(dǎo)體器件，相較于傳統(tǒng)硅基器件，它們具有更快的開(kāi)關(guān)速度、更低的開(kāi)關(guān)損耗和更小的電磁輻射。優(yōu)化功率變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)（如零電壓開(kāi)關(guān)、零電流開(kāi)關(guān)），降低開(kāi)關(guān)管在開(kāi)關(guān)過(guò)程中的電壓和電流變化率，減少電磁輻射的產(chǎn)生。例如，采用移相全橋零電壓開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可有效降低開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾。合理布局功率變換電路的 PCB，縮短高頻信號(hào)走線(xiàn)長(zhǎng)度，減少電磁輻射的發(fā)射路徑。

4.1.2 加強(qiáng)屏蔽與接地措施

為充電器的功率變換電路、控制保護(hù)電路等關(guān)鍵部件增加金屬屏蔽罩，并確保屏蔽罩良好接地，屏蔽效率應(yīng)達(dá)到 95% 以上。使用屏蔽線(xiàn)纜連接各部件，減少電磁輻射泄漏和外界干擾的侵入。對(duì)于充電器的外殼，可選用電磁屏蔽性能良好的材料，如鍍鋅鋼板，并在外殼內(nèi)部添加屏蔽涂層，提高整體屏蔽效果。優(yōu)化接地設(shè)計(jì)，采用多點(diǎn)接地方式，確保接地路徑短而粗，接地電阻小于 0.1Ω，使電磁干擾能夠快速導(dǎo)入大地，降低干擾對(duì)設(shè)備自身和周邊環(huán)境的影響。

4.1.3 完善濾波電路

在電源輸入端增加多級(jí)濾波電路，如 LC 濾波電路、π 型濾波電路等，抑制電源線(xiàn)上的傳導(dǎo)干擾。針對(duì)充電器產(chǎn)生的高頻諧波，可采用專(zhuān)門(mén)的諧波濾波器進(jìn)行治理，降低諧波含量，提高電能質(zhì)量。在功率變換電路的輸出端，增加輸出濾波電路，選用低等效串聯(lián)電阻（ESR）、低等效串聯(lián)電感（ESL）的電容和電感，減少輸出端的高頻噪聲。例如，在電源輸入端串聯(lián)一個(gè)共模電感和兩個(gè)電容組成的 π 型濾波電路，可有效抑制共模干擾和差模干擾；在功率變換電路輸出端并聯(lián)一個(gè)低 ESR 的陶瓷電容，可降低輸出電壓的紋波，減少高頻噪聲。

4.2 軟件與控制策略?xún)?yōu)化

4.2.1 軟件抗干擾設(shè)計(jì)

在充電器的控制軟件中，增加數(shù)據(jù)校驗(yàn)和糾錯(cuò)機(jī)制，如采用 CRC 校驗(yàn)算法，確保充電過(guò)程中采集的電壓、電流等數(shù)據(jù)在傳輸和處理過(guò)程中的準(zhǔn)確性。優(yōu)化軟件的中斷處理機(jī)制，提高系統(tǒng)對(duì)突發(fā)電磁干擾的響應(yīng)能力，避免程序跑飛或死機(jī)。例如，當(dāng)檢測(cè)到電磁干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，軟件自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)恢復(fù)程序，從最近的可靠數(shù)據(jù)點(diǎn)重新開(kāi)始處理，確保充電控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。對(duì)控制軟件進(jìn)行抗干擾編碼優(yōu)化，減少軟件代碼在執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生的電磁噪聲。

4.2.2 調(diào)整控制策略

采用自適應(yīng)控制策略，根據(jù)充電過(guò)程中的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)整充電器的輸出電壓、電流等參數(shù)。例如，當(dāng)檢測(cè)到外界電磁干擾較強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)降低充電電流，減少充電器的電磁輻射；當(dāng)電池接近充滿(mǎn)狀態(tài)時(shí)，采用脈沖充電等方式，提高充電效率，降低電磁干擾的產(chǎn)生。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電器的工作狀態(tài)，如溫度、電壓、電流等，控制軟件根據(jù)這些反饋信息，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制策略，使充電器在不同的工作條件下都能保持穩(wěn)定運(yùn)行，減少電磁干擾的影響。

4.3 生產(chǎn)工藝與質(zhì)量管理

4.3.1 嚴(yán)格元器件選型

選用低電磁輻射、高抗干擾能力的元器件，如低 EMI 的電容、電感、芯片等。在元器件采購(gòu)環(huán)節(jié)，要求供應(yīng)商提供元器件的 EMC 性能參數(shù)和測(cè)試報(bào)告，從源頭保障產(chǎn)品的電磁兼容性能。例如，選擇具有良好屏蔽性能的電感，可有效減少其自身產(chǎn)生的電磁輻射；選用抗干擾能力強(qiáng)的微控制器芯片，提高控制電路在電磁干擾環(huán)境下的穩(wěn)定性。對(duì)采購(gòu)的元器件進(jìn)行抽檢，確保其實(shí)際性能符合要求，避免因元器件質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致充電器整體 EMC 性能下降。

4.3.2 加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程控制

在電動(dòng)摩托車(chē)充電器的生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)，確保焊點(diǎn)牢固、可靠，減少因焊接不良導(dǎo)致的電磁干擾問(wèn)題。對(duì)組裝好的充電器進(jìn)行嚴(yán)格的 EMC 自檢，增加生產(chǎn)線(xiàn)上的 EMC 測(cè)試工位，對(duì)每一臺(tái)充電器進(jìn)行電磁發(fā)射和抗擾度的初步測(cè)試，不合格產(chǎn)品不予出廠(chǎng)。在設(shè)備安裝調(diào)試階段，對(duì)充電器的接地進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保接地電阻符合要求，減少接地不良引發(fā)的電磁干擾。例如，在焊接電路板時(shí)，采用高精度的焊接設(shè)備和工藝，保證焊點(diǎn)的質(zhì)量；在生產(chǎn)線(xiàn)上設(shè)置專(zhuān)門(mén)的 EMC 測(cè)試工位，使用專(zhuān)業(yè)的測(cè)試設(shè)備對(duì)充電器進(jìn)行全面的 EMC 測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決 EMC 問(wèn)題，確保出廠(chǎng)的充電器均符合 EMC 標(biāo)準(zhǔn)要求。