電動(dòng)汽車(chē)充電樁作為連接電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵設備，其內部包含高頻開(kāi)關(guān)電源、電力電子變換電路及通信模塊，工作時(shí)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(chē)聯(lián)網(wǎng)模塊）及精密儀器。以下從輻射發(fā)射（RE）測試核心內容和整改方案兩方面詳細說(shuō)明：

一、電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)傳導充電系統電磁兼容要求）。

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

2. 測試關(guān)鍵參數

頻率范圍：30MHz~1GHz（基礎頻段），部分場(chǎng)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（具體依標準版本調整）。

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

3. 測試場(chǎng)景與重點(diǎn)關(guān)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(guò)流、過(guò)壓保護觸發(fā)瞬間）。

關(guān)鍵輻射源：

高頻開(kāi)關(guān)電源（如 AC/DC 變換器，開(kāi)關(guān)頻率 50kHz~200kHz）的諧波輻射。

整流橋、IGBT 等功率器件的高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)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(xiàn)）的射頻信號及雜散輻射。

內部線(xiàn)纜（如動(dòng)力電纜、信號線(xiàn)）的天線(xiàn)效應輻射。

二、輻射發(fā)射（RE）超標的常見(jiàn)原因分析

充電樁輻射超標的核心在于 “強功率變換 + 長(cháng)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(kāi)關(guān)動(dòng)作會(huì )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(huì )直接向空間泄漏。

線(xiàn)纜輻射效應顯著(zhù)

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

內部動(dòng)力電纜（如連接整流橋與變換器的電纜）、通信線(xiàn)纜（如 4G 模塊天線(xiàn)饋線(xiàn)）若與功率電路并行布線(xiàn)，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(guò)大、未可靠接地），導致內部輻射外泄。

接地系統混亂（如多點(diǎn)接地形成地環(huán)路），高頻噪聲無(wú)法通過(guò)接地有效泄放，轉而通過(guò)機殼或線(xiàn)纜輻射。

通信模塊雜散輻射

充電樁的 4G/5G 通信模塊若天線(xiàn)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(gè)層面入手：

1. 功率變換電路輻射抑制（源頭控制）

軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應用

將傳統硬開(kāi)關(guān)變換器改為軟開(kāi)關(guān)拓撲（如 LLC 諧振變換器、移相全橋變換器），使開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)頻率穩定在 100kHz，其諧波能量較硬開(kāi)關(guān)結構顯著(zhù)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(kāi)關(guān)過(guò)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(wú)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(xiàn)長(cháng)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(zhì)，厚度≥0.5mm），屏蔽罩與充電樁接地板通過(guò)多點(diǎn)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(xiàn)纜輻射抑制（關(guān)鍵整改點(diǎn)）

充電槍電纜屏蔽優(yōu)化

采用雙層屏蔽電纜（內層鋁箔 + 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(guò)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(xiàn)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)，內徑適配電纜直徑），線(xiàn)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）。

內部線(xiàn)纜布局與處理

動(dòng)力電纜（大電流回路）與通信線(xiàn)纜（如 4G 天線(xiàn)饋線(xiàn)、CAN 總線(xiàn)）分開(kāi)布線(xiàn)，間距≥50cm；并行布線(xiàn)時(shí)用金屬隔板隔離，減少電磁耦合。

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

內部線(xiàn)纜（如電源排線(xiàn)）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(xiàn)效應。

3. 屏蔽與接地系統優(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?？p隙導電連續（接觸電阻≤20mΩ），抑制內部輻射從縫隙泄漏（縫隙長(cháng)度需≤λ/20，如 30MHz 對應 λ=10m，縫隙≤50cm）。

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

接地系統設計

采用單點(diǎn)接地 + 分區接地：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(guò)銅排單點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(guò)短粗導線(xiàn)（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(diǎn)）。

降低非必要發(fā)射功率（在通信距離允許范圍內），通過(guò)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(guò)控制電路輻射。

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

四、整改驗證與測試技巧

分階段定位：通過(guò)近場(chǎng)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(kāi)關(guān)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(shuō)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。