【工業機器人開關電源 EMC 設計：GB/T 17626.3 標準下輻射整改】

隨著工業自動化的發展，工業機器人在制造、裝配、搬運等領域的應用越來越廣泛。作為工業機器人的核心電源部分，開關電源不僅承擔著能量轉換的重任，也因其高速開關特性成為電磁干擾(EMC)的重要來源。深圳市南柯電子科技有限公司作為專業的檢測和解決方案供應商，針對工業機器人開關電源在GB/T 17626.3標準下的輻射發射問題，進行了系統的摸底測試與整改分析，確保產品滿足國際上嚴苛的電磁兼容要求。

本文將從產品成分分析、檢測項目與標準要求、輻射發射摸底測試到輻射發射整改方案，結合公司具體案例，深入探討開關電源EMC設計中的關鍵點，為廠商和工程師提供實用的整改思路和設計參考。

一、開關電源產品成分與EMC影響分析

工業機器人開關電源結構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。開關頻率一般在幾十到幾百千赫茲，高速開關帶來的脈沖電壓、電流變化極其快速，是輻射發射和傳導發射的主要根源。

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

綜合以上因素，開關電源的EMC設計必須從材料選型、線路設計、濾波器布局以及屏蔽、接地等多環節協同入手。

二、檢測項目與相關標準——GB/T 17626.3 解析

GB/T 17626.3標準，屬于我國對工業電子設備電磁抗擾度的國家標準，具體涵蓋輻射發射檢測的測試方法。和guojibiaozhun如CISPR 11、CISPR 22等高度兼容。具體檢測內容包括：

輻射發射摸底測試：測量產品在正常工作狀態下產生的非意圖電磁輻射是否超標，確定輻射干擾的頻段及強度。 傳導發射摸底：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的實驗室設備，進行細致的摸底測試，為后續整改提供最準確的依據。

三、輻射發射摸底測試過程與結果

1. 測試環境與設備

選擇電波暗室，確保外界無線電波不干擾測試結果。采用對數周期天線和頻譜分析儀，按照GB/T 17626.3規定的頻段掃描從30MHz到1GHz的輻射發射。

2. 測試步驟

產品正常工作，模擬工業機器人典型負載運行狀態。 測試點依次為設備內部關鍵部件及接口處，識別高輻射源。 記錄每個頻點輻射強度，和標準限值對比。

3. 結果分析

某些頻段發射超標主要集中在100MHz-300MHz區間，峰值主要來自逆變器開關動作頻率諧波和PCB走線輻射。接地處理不當導致部分高頻電流轉化為電磁輻射。

四、傳導發射摸底及初步整改方向

傳導發射摸底主要檢測開關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。 優化接地設計，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，降低輻射與傳導耦合。

五、輻射發射整改方案與實踐

基于摸底測試數據，深圳市南柯電子科技有限公司提出了針對性整改措施：

加強開關管驅動信號控制，優化開關邊沿時間，減少高頻諧波產生。 設計定制的EMI濾波器組合，包括多級LC濾波器，并結合共模扼流圈，針對不同頻段精準抑制輻射。 完善電源模塊屏蔽處理，采用金屬外殼和內部金屬隔板，降低開關電路輻射泄漏。 重新布局PCB，調整敏感信號線位置，優化接地回路，實現低阻抗閉合路徑。 在產品外殼的接口部分加裝過濾器和密封結構，防止電磁波通過縫隙傳播。

實施后，通過復測發現，輻射發射水平普遍下降10dB以上，符合GB/T 17626.3標準要求，傳導發射指標也顯著改善。

六、可能被忽視的細節與設計建議

接地系統的完整性和導體截面積直接影響EMC效果，常被忽略。 數據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。 開關電源內部電容的寄生參數影響濾波效果，選用低ESR和低電感元件至關重要。 外殼材料及表面處理對高頻輻射屏蔽性能影響明顯，應結合電磁仿真優化設計。 制定合理的測量方案，重視環境因素的控制，確保測試結果真實有效。

七、展望

工業機器人開關電源EMC設計的復雜性和挑戰性不容小覷。通過深圳市南柯電子科技有限公司對輻射發射摸底測試和傳導發射摸底的深入分析，以及依據GB/T 17626.3標準實施的整改措施，顯示出系統化、精準化整改的必要性和有效性。

企業在產品設計初期就應充分考慮EMC，從元件選型、PCB設計、系統接地和屏蔽等多方面入手，避免后期高成本整改。南柯電子憑借專業的檢測經驗和豐富的技術積累，能夠為客戶提供全面的電磁兼容解決方案，協助工業機器人企業有效通過EMC認證，保障產品質量和市場競爭力。

未來，伴隨智能制造和工業4.0的推進，工業機器人對電源的電磁兼容要求將更加嚴苛。深圳市南柯電子科技有限公司將持續致力于技術研發和實驗能力提升，助推工業機器人開關電源EMC技術不斷進步，滿足更高標準和更多樣化應用需求。