車規(guī)車載充電器PCB-如何兼顧抗振與 EMC?
來源:捷配
時(shí)間: 2025/10/16 09:26:48
閱讀: 229
車載充電器(OBC,用于新能源汽車車載充電)需在 - 40℃~125℃車規(guī)寬溫、20-200Hz 振動(dòng)(振幅 0.5mm)、強(qiáng)電磁干擾(發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲 10kHz-1MHz)環(huán)境下,將 220V 交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電(如 380V)為動(dòng)力電池充電(轉(zhuǎn)換效率≥95%)。普通 PCB 難以通過車規(guī)考驗(yàn):某純電車的 OBC,因 PCB 在 - 35℃低溫下基材開裂,冬季充電成功率從 98% 降至 82%;某 SUV 的 OBC 因振動(dòng)導(dǎo)致 PCB 焊點(diǎn)脫落,充電時(shí)輸出電壓波動(dòng) ±8%,電池充電不均衡;更嚴(yán)重的是,某 OBC 因 EMC 輻射超標(biāo)(54dBμV/m),干擾車載雷達(dá),AEB 功能誤觸發(fā)。要適配車規(guī)環(huán)境,OBC PCB 需從 “車規(guī)寬溫、抗振動(dòng)、EMC 合規(guī)” 三方面全維度優(yōu)化。

首先是車規(guī)級(jí)寬溫的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。-40℃~125℃的溫度波動(dòng)對(duì) PCB 性能要求極致:選用生益 S1000-2V 車規(guī)基材(AEC-Q200 認(rèn)證,Tg≥170℃,長期耐溫 150℃),5000 次寬溫循環(huán)后,介電常數(shù)波動(dòng)≤2%,層間剝離強(qiáng)度下降≤5%,避免低溫脆化與高溫軟化;元件選用 AEC-Q100 Grade 2 級(jí)別 ——PFC 芯片用英飛凌 ICE3PCS01(-40℃~125℃),整流橋用 Vishay VS-100SQ040(-55℃~150℃),確保溫度波動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定;在 PCB 上集成 TMP102 溫度傳感器,實(shí)時(shí)校準(zhǔn) PFC 芯片輸出功率,補(bǔ)償因溫度導(dǎo)致的效率衰減,某純電車通過優(yōu)化,冬季充電成功率恢復(fù)至 98.5%,無充電中斷。
其次是抗振動(dòng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)化體系。車輛行駛中的顛簸會(huì)導(dǎo)致 PCB 焊點(diǎn)與接口松動(dòng):核心元件(如 PFC 芯片、高頻變壓器)的焊盤設(shè)計(jì)為 “圓形焊盤”(直徑≥0.8mm),采用 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 無鉛焊錫(AEC-Q200 認(rèn)證,延伸率≥15%),200 萬次振動(dòng)(200Hz,0.5mm 振幅)后焊點(diǎn)斷裂率≤2%;在 PCB 背面粘貼 0.2mm 厚的鈦合金補(bǔ)強(qiáng)板(比不銹鋼輕 30%,抗彎曲強(qiáng)度≥350MPa),覆蓋核心元件區(qū)域,PCB 整體抗彎曲強(qiáng)度從 150MPa 提升至 300MPa;連接器采用 “鎖扣式 + 防水膠圈” 車規(guī)封裝(符合 ISO 16750-3 標(biāo)準(zhǔn)),焊接后用環(huán)氧樹脂填充接口與 PCB 間隙,振動(dòng)后接口松動(dòng)率≤0.1%。某 SUV 通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化,OBC 輸出電壓波動(dòng)從 ±8% 降至 ±2%,電池充電均衡。
最后是EMC 全合規(guī)的防護(hù)措施。車載電磁環(huán)境復(fù)雜,需阻斷干擾并控制輻射:電源入口串聯(lián)共模電感(TDK ACM2012,AEC-Q200 認(rèn)證)與磁珠(阻抗 600Ω@100MHz),并聯(lián) X 電容(0.1μF/275V)與 Y 電容(1000pF/250V),將電源紋波控制在 10mV 以內(nèi);高頻變壓器與整流電路區(qū)域外側(cè)布置 “雙層金屬屏蔽罩”(0.15mm 鋁箔 + 0.1mm 銅箔),屏蔽罩接地電阻≤50mΩ,發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲抑制率≥90%;采用 “星形接地”,電源地、信號(hào)地、屏蔽地分別獨(dú)立連接至 PCB 中心接地點(diǎn),避免接地回路電流引入噪聲,EMC 輻射從 54dBμV/m 降至 38dBμV/m,符合 ISO 11452-2 標(biāo)準(zhǔn)。某新能源汽車通過 EMC 優(yōu)化,雷達(dá)干擾消除,AEB 功能正常。
針對(duì)車規(guī)車載充電器(OBC)PCB 的 “車規(guī)寬溫、抗振動(dòng)、EMC” 需求,捷配推出車規(guī)級(jí)解決方案:寬溫用生益 S1000-2V 基材 + AEC-Q100 元件,-40℃~125℃穩(wěn)定運(yùn)行;抗振動(dòng)含圓形焊盤 + 鈦合金補(bǔ)強(qiáng) + 鎖扣接口,200 萬次振動(dòng)無故障;EMC 防護(hù)用雙層屏蔽罩 + 共模電感,輻射≤38dBμV/m。同時(shí),捷配的 PCB 通過 IATF16949 車規(guī)認(rèn)證、ISO 16750-3 高溫振動(dòng)測試,適配純電 / 混動(dòng)車型 OBC。此外,捷配支持 1-6 層車規(guī) OBC PCB 免費(fèi)打樣,48 小時(shí)交付樣品,批量訂單可提供車規(guī)認(rèn)證與 EMC 測試報(bào)告,助力車企研發(fā)高可靠的車載充電系統(tǒng)。

微信小程序
浙公網(wǎng)安備 33010502006866號(hào)