一、车载充电机 EMC 滤波设计概述

在车载充电机中，电磁兼容性（EMC）滤波设计至关重要，以确保设备在复杂的电磁环境中正常工作，同时避免对其他电子设备产生干扰。共模电感和 π 型滤波电路是实现 EMC 滤波的关键组件，通过合理布局和设计，可以有效抑制电磁干扰，满足 CISPR25 Class 5 测试标准。

 二、共模电感的作用与选型

 （一）共模电感的作用

共模电感主要用于抑制共模干扰，即干扰电流在电源线的两根导线中同方向流动的干扰。在车载充电机中，共模电感可以有效降低高频干扰信号的幅度，减少对外部设备的电磁辐射。

 （二）共模电感的选型要点

  1. 电感量选择

      根据车载充电机的工作频率和干扰特性，选择合适的电感量。一般来说，较高的电感量可以提供更好的低频抑制效果，但会增加电路的插入损耗。通常，共模电感的电感量在几百微亨（µH）到几千微亨（µH）之间。

  2. 额定电流选择

      共模电感的额定电流应大于车载充电机的最大工作电流，以避免电感饱和导致性能下降。选择时要确保电感在额定电流下具有良好的线性度和稳定性。

  3. 频率特性选择

      选择具有良好高频抑制特性的共模电感，以适应车载充电机的宽频带干扰抑制需求。查看电感的频率响应曲线，确保在目标频率范围内具有足够的阻抗。

 三、π 型滤波电路的设计与布局

 （一）π 型滤波电路的原理

π 型滤波电路由两个电容和一个电感组成，形似字母 π。它利用电容的旁路作用和电感的滤波作用，对差模干扰和共模干扰进行有效抑制。在车载充电机中，π 型滤波电路可以进一步降低电源线上的干扰信号，提高 EMC 性能。

 （二）π 型滤波电路的布局要点

  1. 元件布局

      将共模电感放置在电源输入端附近，以尽早抑制共模干扰。两个电容分别放置在共模电感的两侧，形成完整的 π 型滤波网络。尽量缩短电容和电感之间的连线长度，减少线路的寄生电感和寄生电阻，提高滤波效果。

  2. 接地设计

      确保滤波电路的接地良好，电容的接地端应连接到就近的接地点，形成短而粗的接地线，以降低接地电阻。良好的接地可以提高滤波电路的共模抑制效果，减少干扰信号的回流路径。

  3. 屏蔽措施

      对滤波电路进行适当的屏蔽，可以采用金属屏蔽罩或接地良好的金属外壳。屏蔽罩应紧密连接到接地系统，防止外部电磁干扰进入滤波电路，同时避免滤波电路内部的干扰信号泄漏出去。

 四、通过 CISPR25 Class 5 测试的关键措施

 （一）优化电路参数

  1. 调整电感和电容值

      根据 CISPR25 Class 5 测试要求，对共模电感和 π 型滤波电路的电容、电感值进行优化调整。通过仿真和实验，确定最佳的元件参数组合，以实现对不同频率干扰信号的有效抑制。

  2. 增加辅助滤波元件

      在必要时，可以在滤波电路中增加辅助滤波元件，如磁珠、additional small - capacity capacitors 等。磁珠可以提供额外的高频阻抗，增强对高频干扰的抑制；小容量电容可以进一步旁路高频干扰信号，提高滤波效果。

 （二）完善电路布局与布线

  1. 电源线与信号线分离

      在 PCB 布局中，将电源线和信号线尽量分开，避免电源线上的干扰信号耦合到信号线上。保持足够的间距，减少电磁耦合和串扰。

  2. 走线控制

      电源线和地线的走线应尽量宽而短，以降低线路阻抗和电感。对于高频信号线，采用阻抗控制技术，确保信号传输的完整性。避免走线的锐角和突变，减少反射和辐射。

 （三）加强电磁屏蔽与接地

  1. 屏蔽罩设计与安装

      设计合理的屏蔽罩，确保其与电路板的紧密贴合。屏蔽罩的材料应具有良好的导电性和磁导性，如铜、铝等。在安装屏蔽罩时，确保其与接地系统可靠连接，形成连续的屏蔽体。

  2. 多点接地与接地平面

      采用多点接地方式，减少接地电阻和接地电感。在 PCB 上设计接地平面，将各个接地元件连接到接地平面，形成良好的接地网络。确保接地平面的完整性，避免在接地平面上随意开孔或布线。

 五、测试与验证

  1. 测试准备

      按照 CISPR25 Class 5 测试标准，准备测试设备和测试环境。确保测试设备校准准确，测试场地符合电磁兼容性测试要求。

  2. 测试过程

      将车载充电机连接到测试设备上，按照测试标准规定的频率范围和测试方法进行电磁干扰（EMI）和电磁抗扰度（EMS）测试。记录测试结果，分析干扰信号的幅度、频率和频谱特性。

  3. 结果分析与改进

      根据测试结果，评估滤波设计的效果。如果测试结果不满足 CISPR25 Class 5 标准要求，分析原因并采取相应的改进措施，如调整滤波元件参数、优化电路布局、增强屏蔽等。重复测试过程，直至测试结果符合标准要求。