频段:150kHz - 30MHz(重点150kHz - 1MHz)
测试目标:检测电源线/信号线传导的电磁干扰
关键发现:
传统电源设计的功放易在低频段(<1MHz)超标,开关电源拓扑干扰显著
D类功放因开关频率(如500kHz)易耦合至电源线
测试方法:
使用LISN(线路阻抗稳定网络)和测量接收机(如R&S ESB1-RF)
功放负载:4Ω,输出1/8额定功率,粉噪激励
2. 辐射发射(Radiated Emission, RE)频段:30MHz - 1GHz
典型问题:
300MHz以上易超标(如321MHz - 1GHz,
时钟信号、DC-DC转换器、MOSFET开关是主要干扰源
3. 抗扰度测试(Immunity)关键项目:
ESD(静电放电) | IEC 61000-4-2 | 外壳/接口 |
EFT(电快速脉冲群) | IEC 61000-4-4 | 交流电源端口 |
射频场抗扰度 | IEC 61000-4-3 | 外壳/信号线 |
浪涌(Surge) | IEC 61000-4-5 | 电源端口 |
依据: |
标准:EN 61000-3-2 / GB 17625.1
限值:设备输入电流≤16A/相位时需符合谐波发射限值
5. 车载专项测试电源抑制比(PSRR):
测试信号:100Hz正弦波,供电电压变动(12.5V→13.5V→16V→9V)
计算公式:
PSRR=20log10[US2−US1UO2−UO1]
(US为供电电压,UO为输出电压)
共模抑制比(CMRR):
测试信号:1kHz正弦波,共模增益Acommon与差模增益Anormal差值
二、检测标准体系1. 国际/欧盟标准EN 55013 | 无线电骚扰特性 | CE/RE限值及测量方法 |
EN 55020 | 抗扰度性能 | ESD/EFT/射频场抗扰度要求 |
EN 61000-3-2 | 谐波电流发射 | 每相输入电流≤16A的设备限值 |
IEC 61326-1 | 测量设备EMC | 宽频电源兼容性要求 |
GB 13837-2012 | CISPR 13 | 无线电骚扰限值及测量 |
GB 17625.1-2012 | IEC 61000-3-2 | 谐波电流发射限值 |
GB/T 9254.1-2021 | CISPR 32 | 信息技术设备RE/CE |
3C认证强制要求:GB 13837 + GB 17625.1 + GB 8898(安全标准) |
中国:T/CAIACN 011-2024《车载音频功率放大器性能要求及测试方法》
涵盖PSRR、CMRR、工作温度等
国际:NEV-STD-EE-0007(辐射发射)等
三、整改项目与方案1. 传导发射(CE)整改9kHz-1MHz | 电源输入端加X电容 + 差模电感(如3.5μH) | 抑制低频差模噪声 |
500kHz-10MHz | 变压器屏蔽 + Y电容调整 + 共模电感(如绕磁环4圈) | 阻断共模电流路径 |
>10MHz | MOSFET引脚套磁珠 + 优化接地(单点接地) | 吸收高频噪声 |
时钟相关干扰:
晶振引脚并联电阻/电容 + 时钟线串磁珠(BEAD) + 包地处理
D类功放干扰:
输出端加LC滤波器(600μH电感 + 100μF电容) + 散热片与外壳间加导热硅胶
PCB布局优化:
高频/低速信号线分离 + 缩短走线 + 电源层与地层紧邻
3. 抗扰度整改ESD防护:
I/O端口接外壳地 + 增加元件安全距离 + 屏蔽IC接地
EFT/Surge防护:
电源端口加压敏电阻 + 保险丝 + 共模电感
4. 谐波电流整改调整PFC电路 + 输入电容优化
四、设计预防建议电源拓扑选择:
开关电源需优先考虑EMC设计(如软开关技术),传统线性电源需加强滤波
关键器件选型:
选用GaN晶体管(软压缩特性,延长寿命)而非硅基器件
接地策略:
金属外壳直接接地,避免D类功放散热片与外壳形成天线
测试验证:
预测试阶段检查放大器线性度(如2dB压缩点测试)
整改案例参考:
某D类功放CE超标 → 电源线绕磁环4圈 + 输入端口加222Y电容 → 通过EN55013
车载音响辐射超标 → DC-DC输入加π型滤波(VIN端) → 通过NEV-STD-EE-0007
五、标准符合性要点CE标志:需符合EU EMC指令2014/30/EU,自我声明+TCF文件
中国3C认证:
检测机构:国家电器能效与安全质量监督检验中心等
文档要求:更新设计文件、测试报告、产品标识
:音频功率放大器EMC性能优化需从设计源头整合滤波、屏蔽、接地策略,重点关注低频传导发射与高频辐射发射,整改方案需针对干扰机理施策,严格遵循目标市场的标准体系。