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                工業(yè)機(jī)器人開關(guān)電源 EMC 設(shè)計:GB/T 17626.3 標(biāo)準(zhǔn)下輻射整改

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                有效期至: 長期有效
                發(fā)布時間: 2025-07-17 11:21
                最后更新: 2025-07-17 11:21
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                【工業(yè)機(jī)器人開關(guān)電源 EMC 設(shè)計:GB/T 17626.3 標(biāo)準(zhǔn)下輻射整改】

                隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人在制造、裝配、搬運(yùn)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。作為工業(yè)機(jī)器人的核心電源部分,開關(guān)電源不僅承擔(dān)著能量轉(zhuǎn)換的重任,也因其高速開關(guān)特性成為電磁干擾(EMC)的重要來源。深圳市南柯電子科技有限公司作為專業(yè)的檢測和解決方案供應(yīng)商,針對工業(yè)機(jī)器人開關(guān)電源在GB/T 17626.3標(biāo)準(zhǔn)下的輻射發(fā)射問題,進(jìn)行了系統(tǒng)的摸底測試與整改分析,確保產(chǎn)品滿足國際上嚴(yán)苛的電磁兼容要求。

                本文將從產(chǎn)品成分分析、檢測項目與標(biāo)準(zhǔn)要求、輻射發(fā)射摸底測試到輻射發(fā)射整改方案,結(jié)合公司具體案例,深入探討開關(guān)電源EMC設(shè)計中的關(guān)鍵點,為廠商和工程師提供實用的整改思路和設(shè)計參考。

                一、開關(guān)電源產(chǎn)品成分與EMC影響分析

                工業(yè)機(jī)器人開關(guān)電源結(jié)構(gòu)通常包括整流濾波電路、逆變變換電路、輸出濾波電路以及控制芯片部分。開關(guān)頻率一般在幾十到幾百千赫茲,高速開關(guān)帶來的脈沖電壓、電流變化極其快速,是輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射的主要根源。

                整流濾波電路中,二極管整流產(chǎn)生的高頻尖峰電流可能引發(fā)傳導(dǎo)干擾,通過電源線向外傳播。 逆變變換部分MOSFET或IGBT的開關(guān)動作產(chǎn)生高頻電壓跳變,成為輻射發(fā)射的核心源。 PCB布局不合理,信號回路與開關(guān)電路混雜,導(dǎo)致共模干擾加劇。 電纜接口和接地不完善,形成輻射泄漏通道。

                綜合以上因素,開關(guān)電源的EMC設(shè)計必須從材料選型、線路設(shè)計、濾波器布局以及屏蔽、接地等多環(huán)節(jié)協(xié)同入手。

                二、檢測項目與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)——GB/T 17626.3 解析

                GB/T 17626.3標(biāo)準(zhǔn),屬于我國對工業(yè)電子設(shè)備電磁抗擾度的國家標(biāo)準(zhǔn),具體涵蓋輻射發(fā)射檢測的測試方法。和guojibiaozhun如CISPR 11、CISPR 22等高度兼容。具體檢測內(nèi)容包括:

                輻射發(fā)射摸底測試:測量產(chǎn)品在正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的非意圖電磁輻射是否超標(biāo),確定輻射干擾的頻段及強(qiáng)度。 傳導(dǎo)發(fā)射摸底:檢查電源線、信號線上的電磁干擾能否控制在合理范圍,防止通過線路傳播干擾。

                深圳市南柯電子科技有限公司依托先進(jìn)的實驗室設(shè)備,進(jìn)行細(xì)致的摸底測試,為后續(xù)整改提供最準(zhǔn)確的依據(jù)。

                三、輻射發(fā)射摸底測試過程與結(jié)果

                1. 測試環(huán)境與設(shè)備

                選擇電波暗室,確保外界無線電波不干擾測試結(jié)果。采用對數(shù)周期天線和頻譜分析儀,按照GB/T 17626.3規(guī)定的頻段掃描從30MHz到1GHz的輻射發(fā)射。

                2. 測試步驟

                產(chǎn)品正常工作,模擬工業(yè)機(jī)器人典型負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。 測試點依次為設(shè)備內(nèi)部關(guān)鍵部件及接口處,識別高輻射源。 記錄每個頻點輻射強(qiáng)度,和標(biāo)準(zhǔn)限值對比。

                3. 結(jié)果分析

                某些頻段發(fā)射超標(biāo)主要集中在100MHz-300MHz區(qū)間,峰值主要來自逆變器開關(guān)動作頻率諧波和PCB走線輻射。接地處理不當(dāng)導(dǎo)致部分高頻電流轉(zhuǎn)化為電磁輻射。

                四、傳導(dǎo)發(fā)射摸底及初步整改方向

                傳導(dǎo)發(fā)射摸底主要檢測開關(guān)電源電纜部分的電磁干擾。顯示,輸入端電纜上的高頻干擾電平較大,尤其在150kHz-30MHz頻段。

                初步整改方向包括:

                輸入端增加共模扼流圈和X/Y電容濾波器組合,降低共模和差模干擾。 優(yōu)化接地設(shè)計,防止干擾電流從不良接地路徑回流。 改良PCB走線,增加銅箔屏蔽層,降低輻射與傳導(dǎo)耦合。

                五、輻射發(fā)射整改方案與實踐

                基于摸底測試數(shù)據(jù),深圳市南柯電子科技有限公司提出了針對性整改措施:

                加強(qiáng)開關(guān)管驅(qū)動信號控制,優(yōu)化開關(guān)邊沿時間,減少高頻諧波產(chǎn)生。 設(shè)計定制的EMI濾波器組合,包括多級LC濾波器,并結(jié)合共模扼流圈,針對不同頻段精準(zhǔn)抑制輻射。 完善電源模塊屏蔽處理,采用金屬外殼和內(nèi)部金屬隔板,降低開關(guān)電路輻射泄漏。 重新布局PCB,調(diào)整敏感信號線位置,優(yōu)化接地回路,實現(xiàn)低阻抗閉合路徑。 在產(chǎn)品外殼的接口部分加裝過濾器和密封結(jié)構(gòu),防止電磁波通過縫隙傳播。

                實施后,通過復(fù)測發(fā)現(xiàn),輻射發(fā)射水平普遍下降10dB以上,符合GB/T 17626.3標(biāo)準(zhǔn)要求,傳導(dǎo)發(fā)射指標(biāo)也顯著改善。

                六、可能被忽視的細(xì)節(jié)與設(shè)計建議

                接地系統(tǒng)的完整性和導(dǎo)體截面積直接影響EMC效果,常被忽略。 數(shù)據(jù)和控制信號線的高速切換引起共模干擾,采用差分信號和共模濾波器效果顯著。 開關(guān)電源內(nèi)部電容的寄生參數(shù)影響濾波效果,選用低ESR和低電感元件至關(guān)重要。 外殼材料及表面處理對高頻輻射屏蔽性能影響明顯,應(yīng)結(jié)合電磁仿真優(yōu)化設(shè)計。 制定合理的測量方案,重視環(huán)境因素的控制,確保測試結(jié)果真實有效。

                七、展望

                工業(yè)機(jī)器人開關(guān)電源EMC設(shè)計的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性不容小覷。通過深圳市南柯電子科技有限公司對輻射發(fā)射摸底測試和傳導(dǎo)發(fā)射摸底的深入分析,以及依據(jù)GB/T 17626.3標(biāo)準(zhǔn)實施的整改措施,顯示出系統(tǒng)化、精準(zhǔn)化整改的必要性和有效性。

                企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計初期就應(yīng)充分考慮EMC,從元件選型、PCB設(shè)計、系統(tǒng)接地和屏蔽等多方面入手,避免后期高成本整改。南柯電子憑借專業(yè)的檢測經(jīng)驗和豐富的技術(shù)積累,能夠為客戶提供全面的電磁兼容解決方案,協(xié)助工業(yè)機(jī)器人企業(yè)有效通過EMC認(rèn)證,保障產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力。

                未來,伴隨智能制造和工業(yè)4.0的推進(jìn),工業(yè)機(jī)器人對電源的電磁兼容要求將更加嚴(yán)苛。深圳市南柯電子科技有限公司將持續(xù)致力于技術(shù)研發(fā)和實驗?zāi)芰μ嵘乒I(yè)機(jī)器人開關(guān)電源EMC技術(shù)不斷進(jìn)步,滿足更高標(biāo)準(zhǔn)和更多樣化應(yīng)用需求。

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