前言
2023(秋季)亞洲充電展將在8月23-25日在深圳福田會展中心3號館舉辦,屆時將會匯聚數百家知名企業參展。此次展會以推動充電行業交流與發展,打造一個關于技術交流的平臺為目的,通過對行業的發展趨勢的交流和相互間的技術交流,尋找產業升級新機遇,研判未來趨勢,商討行業觀點并深化合作,結合國內外經濟發展情況,推動構建產業間的相互合作。
其中8月23日(周三)同期舉辦2023(秋季)亞洲快充大會,匯聚了眾多國內外眾多半導體產業鏈的專家、學者、企業代表等半導體領域的大咖,互相交流半導體技術和半導體未來的發展趨勢,為大家分享最新半導體領域的技術和干貨,其中威凱檢測技術有限公司(下稱:威凱)帶來了《電動自行車用充電器電磁兼容質量提升》為主題的演講,分析近年來電動自行車用充電器的電磁兼容質量情況;對新國標GB 42296-2022的電磁兼容要求進行講解;介紹電動自行車充電器EMC質量提升的成功案例,提出EMC整改設計若干意見。
擔任本次演講的是威凱檢測技術有限公司的電子與通信事業部-通信工程部副部長何觀寰先生,在本次大會上何觀寰先生為大家帶來了《電動自行車用充電器電磁兼容質量提升》為主題的演講。何觀寰先生主要負責電子產品和通信設備的電磁兼容檢測技術研究。曾多次參加電子領域與通信領域的電磁兼容標準制修訂工作,參與國家級和省市級的產品質量監督抽查工作,并負責組織威凱電子EMC實驗室體系建設,具有非富的理論及實際操作經驗。
本次演講分往期要點回顧、電磁兼容質量情況、新國標EMC要求、質量提升措施四方面進行。
首先我們回顧一下往期安全篇的要點。
電動自行車充電器的產品及行業介紹,電動自行車充電器依據銷售者和用戶對產品的銷售不同,已經形成兩種市場形態,一是產品隨電動自行車整車一起銷售的一級市場,二是銷售后服務需求衍生的二級市場。
廣東省2019、2020年電動自行車充電器抽查結果顯示,2019年抽查不合格項目主要有對觸及帶電部件的防護、電氣間隙、爬電距離和固體絕緣、標志和說明等;2020年抽查不合格項目主要有標志和說明、輸入功率和電流、結構、電氣間隙、爬電距離和固體絕緣等。但2020年的合格率比2019年的合格率高出21%。
新國標的解讀,包括標準的技術內容。充電器的機械安全及結構的外殼沖擊、跌落、振動、結、內部布線;充電器的電氣安全的泄露電流、電氣強度、電氣間隙、爬電距離和固體絕緣、防觸電保護、非正常工作、熔斷器、充電參數、電源軟線和輸出線、接地措施;充電器的環境適應性的低溫、高溫、恒定濕熱、防異物侵入、防水;充電器的發熱與熱失控中溫升、超溫保護、過充切斷、延時切斷。
電動自行車的電磁兼容質量抽檢情況是需要重視的一個點。電磁兼容意思是產品在工作時,滿足電磁兼容標準的要求,使產品不會對系統中的其它設備產生電磁干擾。
在近年產品質量抽檢情況中,2021年廣州市市場監督管理局對電動自行車配套件產品的25批次樣品進行了監督抽查,有23批次產品不符合電磁兼容標準要求,不合格項目為連續騷擾電壓騷擾功率、輻射騷擾和諧波電流。2022年2月至2023年4月,廣東省市場監督管理局對電動自行車及配件產品質量進行了專項監督抽查,結果發現42批次電動自行車充電器不符合電磁兼容標準要求,不合格項目為連續騷擾電壓、騷擾功率、輻射騷擾和諧波電流。
電動自行車的新國標EMC要求。
GB42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》是在2023年7月1日正式實施。主要要求有5.7.1 端子騷擾電壓、5.7.2 30-1000MHz頻段內的發射 (騷擾功率/輻射騷擾)、5.7.3 諧波電流。
主要測量的是從電源端口輸出的注入到電網30MHz以內的電壓騷擾,如果不合格會造成電網污染,從而影響電網其他用電器的工作。GB42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》的5.7.1 端子騷擾電壓的測試布置及數據示例,端子騷擾電壓按照GB4343.1 規定的方法進行試驗,充電器電源端子騷擾電壓應符合頻率范圍為150kHz~30MHZ的電源端子騷擾電壓限值。
GB42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》的30-1000MHz頻段內的發射 (5.7.2.1騷擾功率)測試布局及數據示例,騷擾功率按照GB4343.1 規定的方法進行試驗,充電器騷擾功率應符合30-300MHz頻率范圍、準峰值45~55dB(pw)、平均值35~45dB(pW);發射進行評估需應用范圍為30MHz~300MHZ的騷擾功率測量裕量,符合200-300MHz頻率范圍、準峰值0~10dB(pw)。
該項目測試的是通過線纜對外輻射的電池騷擾,測試區間為30MHz~1000MHZ,整個外殼向外發射的輻射騷擾。騷擾功率是輻射騷擾的一個簡易測試方式。GB42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》的5.7.2.2 輻射騷擾按照GB4343.1 規定的方法進行試驗,測試頻率范圍為30MHz~1000MHZ的輻射騷擾限值,使用全電波暗室測量方法,使用CISPR 16-2-3執行標準。
30MHz~1000MHz頻段內的發射要求的限值應用,裝有半導體裝置的充電器,如果不包含任何高于 9 kHz 的時鐘頻率,則在30MHz~1000MHz的頻段內不規定限值。相關信息可查看GB42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》了解詳情。
5.7.2 30MHz~1000MHz頻段內發射(騷擾功率/輻射騷擾)的發射測試流程圖,電動自行車充電器讓制造商選擇進行頻率測量范圍(30MHz~1000MHz)或吸收鉗測量(30MHz~300MHz),頻率測量范圍(30MHz~1000MHz)由制造商選擇進行OATS(SAC)法測量CISPR 16-2-3 或 全電波暗室法測量CISPR 16-2-3 。對所選測量方法進行判斷,是否滿足所有適用的限值和判定準則,從而判定是否滿足30MHz~1000MHz頻段符合標準要求。
吸收鉗測量(30MHz~300MHz)測試在200MHz~300MHz頻率范圍內,限值-附加裕量滿足(如果不滿足進行頻率測量范圍30MHz~1000MHz),如果滿足則時鐘頻率小于30MHz(如果不滿足進行頻率測量范圍30MHz~1000MHz)進行下一步對所選測量方法,滿足所有適用的限值和判定準則,對結果進行判定是否符合30MHz~1000MHz頻段符合標準要求。
進行5.7.3諧波電流測試時,充電器以最大輸出電流工作,按照GB 17625.1一2012 規定的方法進行試驗。充電器應符合 GB 17625.1-2012中A類設備的規定。如果該項目測試不合格會造成電網嚴重污染和電網整體供電的質量和效率,甚至造成其他供電設備的工作異常或燒毀,主要原因是部分廠商為了降低成本而沒有使用有效的PFC電路。
電動自行車的EMC質量提升措施。
案例一,圖示的是一款150W的電源,針對開關電源傳導的端子騷擾電壓的整改,結合圖中的PCB分析,從功率來看,電源AC端共模濾波可能級數不夠;從布局看,PFC電路可能會影響傳導和輻射;但傳導超不多,原因可能是某元器件參數偏大,經查,Y電容值為472達到安全極限值了,安規測試極有可能不通過;Y電容換成222,傳導了MHz附近下降3DB多,但200KHz附近升了4DB。
經過合理的開關電源的傳導整改,主要是通過三個措施,首先是增加濾波級數,其次是改變PFC走線,接著是對PFC電感加屏蔽,結果顯示裕量的剩余有了立竿見影的效果,使開關電源的傳導通過測試。
案例二,開關電源的輻射整改,左邊是整改前的,右邊是整改后的,左圖的布線和環線比較復雜,接地設計存在問題,容易導致輻射的產生。整改方案是在PCB上不增加額外的元器件,僅僅優化布線和布局,就獲得立竿見影的效果。
上圖為PCB板的B面,通過整改后,取得了非常好的效果。
案例三,諧波電流的整改措施。PFC電路的整改分為被動式(無源)和主動式(有源),其中被動式有電感式和填谷式兩個方法,主動式有Boost升壓、Buck降壓、Buck-B升降壓共3種方式。被動式的整改價格低廉,結構單一,整改效果和整改區間較小,適合小功率電源使用。所以主動式更適合大功率電源的諧波電流整改。
威凱的特色服務,EMC質量提升助力產品從搖籃到市場。CVC威凱圍繞“產品高質量”發展需求,開展質量提升一站式服務方案,包含失效分析、電磁兼客研發設計、技術培訓指導等服務,確保產品設計規范、參數達標,縮短產品開發與測試周期,保障產品質量。
電磁兼容失效分析與整體解決方案是針對在檢測過程中出現測試不合格項目,結合產品特性和測試情況,從原理、機理、布局、工藝等方面,逐一分析排查故障,分析引起失效的因素,形成失分析報告并提出針對性的解決方案。
電磁兼容技術研發設計是在產品立項初期,為客戶提供設計開發服務,在產品整體架構、PCB設計規范、芯片選型、產品結構設計、電路布局、元器件組合布局等進行把控,優化產品性能和電磁兼容性能,縮短后期調試工作。
威凱的培訓指導服務可為客戶提供培訓指導服務,包括不限于產品研發全周期跟蹤指導、企業內訓、行業交流會議、主題研討會、技術分享會等,幫助客戶提升技術認知,增強技術人員對產品設計規劃風險把控能力,提高產品競爭力。
在國內,廠商可依據GB42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》標準通過威凱申請CVC或CQC自愿性認證,質檢報告。
在國際上,廠商可依據IEC/EN 60335-1+ IEC/EN 60335-2-29 開展電動自行車充電器的CB/CE等國際認證。威凱可提供電源產品的品國際、國內檢測認證一站式服務,CVC威凱出具的報告獲70多個國家/地區,100多個權威機構認可,多年來幫助眾多企業快速將產品銷往全球。與安克、綠聯、明緯、茂碩電源、金升陽、奧海、臺達、公牛、歐陸通、GVE等國內外知名廠商達成合作。
以上是CVC威凱《電動自行車用充電器電磁兼容質量提升》為主題的演講,演示完畢,感謝聆聽。以上是威凱何工的聯系方式,如果有興趣可以掃碼關注,與威凱何工共同探討電動自行車用充電器電磁兼容的信息。
充電頭網總結
隨著電動自行車銷量的增長,電動自行車的充電器銷量也在不斷上漲,但市場上的充電器質量良莠不齊,存在很大的安全隱患,因此我們購買充電器時候需要看是否符合國標要求,是否存在電磁兼容問題。威凱通過結合GB 42296-2022的電磁兼容要求和分析近年來的電動車充電器存在的電磁兼容質量情況進行講解,分享電動自行車充電器EMC質量提升的成功案例并提出相應的EMC整改意見,讓大家認識到威凱在電磁兼容領域所擁有的知識儲備和專業性。
威凱隸屬于中國電研(股票代碼:688128),是集基礎研究、標準化、檢測、認證、檢驗、計量、能力驗證及質量提升延伸服務(實驗室技術服務、培訓等)于一體的權威第三方質量技術服務品牌。威凱服務領域覆蓋智能家居、智能汽車、5G通信、智能裝備、醫療健康、消費用品、軌道交通等行業。基于不同領域在不同場景下用戶的多元化需求,,CVC威凱已形成貫穿企業研發設計、原材料及元器件采購、整機生產、市場流通及售后等全生命鏈條,并覆蓋標準制修訂、檢測、體系認證、產品認證、設備計量校準、驗貨、培訓、試驗室建設、能力驗證、CNAS認可咨詢、技術咨詢、風險評估等全價值的閉環服務體系,幫助企業實現整體質量提升。
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「歷年拆解」
2022年、2021年、2020年、2019年、2018年、2017年、2016年、2015年
「電源芯片」
南芯、英集芯、智融、茂睿芯、必易微、美芯晟、杰華特、華源、硅動力、富滿云矽、芯海、天德鈺、貝蘭德、力生美、創芯微、穩先微、寶礫微、東科、易沖、拓爾微、恒成微、沁恒
「被動器件」
特銳祥、貝特、沃爾德、柏瑞凱、金瑞、高特
「氮化鎵」
納微、英諾賽科、氮矽、聚能創芯、能華、威兆、鎵未來、微碩
「快充工廠」
航嘉、古石、酷科、鵬元晟、瑞嘉達、天寶、田中精機
商務合作聯系:info@chongdiantou.com
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