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發布時間: | 2025-07-03 11:31 |
最后更新: | 2025-07-03 11:31 |
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洗衣機的輻射發射測試主要依據家用和類似用途電器的電磁兼容標準,核心參考如下:
guojibiaozhun:EN (家用和類似環境下使用的設備的通用標準,輻射發射部分)、EN 60335-1(家用電動器具安全標準,包含 EMC 相關要求)。
國內標準:GB/T 4343.1(家用電器、電動工具和類似器具的電磁兼容要求 第 1 部分:發射)、GB 17625.1(電磁兼容 限值 諧波電流發射限值)。
核心測試要求:
頻率范圍:30MHz~1GHz(部分標準擴展至 6GHz,針對帶無線功能的智能洗衣機)。
限值要求:30~230MHz 頻段限值通常為 40~54dBμV/m,230MHz~1GHz 頻段為 47~54dBμV/m(具體按產品功率和標準版本調整)。
測試環境:在電波暗室中進行,通過天線接收洗衣機在不同工作模式(如洗滌、脫水、加熱)下的輻射信號,與標準限值對比。
二、洗衣機輻射發射超標的常見來源洗衣機的輻射發射主要來自內部電氣部件的高頻干擾,常見源頭包括:
電機及驅動系統:
洗衣機的交流電機(如洗滌電機、脫水電機)或變頻電機(如 BLDC 無刷電機)在運行時,電機繞組的高頻換向、驅動電路(如逆變器、晶閘管)的開關動作會產生諧波輻射,尤其是變頻洗衣機的高頻驅動信號(如 20kHz~100kHz)易引發 30MHz 以上的輻射。
示例:驅動電路中的 IGBT 或 MOS 管高頻開關時,電壓電流突變產生的電磁噪聲通過空間輻射或線纜傳導。
開關電源與控制板:
洗衣機控制板的開關電源(為 MCU、傳感器、顯示屏供電)在高頻開關(如幾十 kHz 至幾百 kHz)時,變壓器、電感、MOS 管的電磁輻射;控制板上的 MCU 時鐘信號(如 8MHz~48MHz)及其諧波可能通過 PCB 或線纜向外輻射。
線纜與接口:
電源線、電機控制線(如驅動信號線)、傳感器線(如水位傳感器、溫度傳感器線)若未屏蔽或接地不良,會成為 “輻射天線”,將內部干擾信號發射出去。
示例:電源線過長或未濾波,會將電機或開關電源的干擾傳導至外部并輻射。
接地與結構設計缺陷:
機身外殼接地不良、內部金屬部件(如桶體、支架)未有效接地,導致干擾信號無法通過接地釋放,轉而通過空間輻射;外殼縫隙過大(如面板與箱體連接不緊密),成為輻射泄漏的通道。
三、洗衣機接地系統的優化設計接地是抑制輻射發射的關鍵手段,洗衣機的接地優化需圍繞 “安全接地 + 干擾抑制接地” 雙重目標,具體措施如下:
1. 明確接地路徑與單點接地原則核心接地節點:以洗衣機金屬外殼為總接地點(通過電源線的保護接地 PE 線連接至電網接地),內部所有需要接地的部件(如控制板、電機金屬外殼、開關電源外殼、金屬桶體)均通過低阻抗路徑連接至總接地點,避免形成 “地環路”(地環路會引發額外干擾輻射)。
接地材料選擇:接地導線采用多股銅芯線(截面積≥1.5mm2),連接點使用銅鼻子壓接或螺栓緊固,確保導電良好(避免氧化或松動導致接觸電阻過大)。
2. 關鍵部件的接地處理電機接地:
電機金屬外殼必須可靠接地(通過導線連接至總接地點),降低電機運行時繞組電磁輻射的外泄;若為變頻電機,其驅動模塊的散熱片需與電機外殼或總接地點連接,避免散熱片成為輻射源。
控制板接地:
控制板的接地平面(PCB 上的大面積接地銅皮)通過粗導線(或金屬柱)與洗衣機外殼總接地點連接,縮短接地路徑(建議長度≤30cm),減少高頻干擾在接地線上的輻射。
控制板上的敏感電路(如傳感器信號處理電路)接地與高頻電路(如驅動電路、開關電源)接地分開,通過 0 歐電阻或磁珠單點連接,避免干擾耦合。
金屬結構件接地:
洗衣機內部的金屬桶體、支架、金屬面板等通過導電連接件(如導電泡棉、金屬卡扣)與外殼導通,形成 “法拉第籠” 效應,屏蔽內部輻射向外泄漏;縫隙處需確保電氣連續性(如涂導電膠)。
3. 電源線接地與濾波配合電源線的保護接地(PE 線)需直接連接洗衣機外殼,且與零線(N)、火線(L)嚴格分離,避免 PE 線與其他線纏繞形成干擾耦合;電源入口處加裝 EMI 濾波器(含共模電感和 X/Y 電容),濾波器的接地端需與外殼總接地點短接,增強濾波效果(濾波器殼體與外殼緊密接觸)。
四、輻射發射(RE)超標的整改方案結合測試數據(如超標頻率、強度),針對洗衣機的輻射超標問題,可從以下方面整改:
1. 抑制電機與驅動系統的輻射電機驅動電路濾波:
在電機電源線兩端并聯吸收電容(如薄膜電容,容量 0.1~1μF)或串聯共模電感,抑制電機換向產生的高頻干擾;驅動電路的 IGBT/MOS 管兩端并聯 RC 吸收回路(電阻 10~100Ω,電容 10~100nF),降低開關動作的電壓尖峰輻射。
電機屏蔽與阻尼:
若電機本身輻射較強,可在電機外部加裝金屬屏蔽罩(接地),屏蔽罩與電機外殼需良好接觸;對交流電機,可在繞組端串聯阻尼電阻,降低換向時的火花干擾(減少高頻輻射源)。
2. 控制板與開關電源的優化開關電源屏蔽與布局:
開關電源模塊(尤其是變壓器、電感)加裝金屬屏蔽殼并接地,減少磁輻射;PCB 上開關電源的高頻回路(輸入電容 - 開關管 - 變壓器 - 輸出二極管)布線盡量短粗,減小回路面積(回路面積越大,輻射越強)。
控制板高頻信號處理:
MCU 的時鐘線、驅動信號線(如 PWM 線)盡量短,遠離 PCB 邊緣,避免成為輻射天線;時鐘晶振外殼接地,周圍設置接地環,吸收晶振的諧波輻射。
3. 線纜輻射的抑制電源線處理:
電源線在機箱入口處就近安裝 EMI 濾波器(濾波器需固定在金屬外殼上并接地),濾波器輸入端接外部電網,輸出端接內部電路,避免線纜繞過濾波器形成 “漏線”;必要時在電源線上套鐵氧體磁環(選擇大尺寸、高磁導率型號,如鎳鋅磁環),抑制共模輻射。
內部線纜布線:
電機控制線、傳感器線盡量短,遠離電機、開關電源等輻射源;若線纜較長,采用屏蔽線(屏蔽層單端接地,如連接至控制板接地平面),避免與電源線并行布線(減少耦合干擾)。
4. 外殼與結構屏蔽優化外殼密封與導電連接:
洗衣機面板、頂蓋與箱體的連接縫隙處,用導電泡棉、鈹銅彈片填充,確保縫隙處的導電連續性(縫隙寬度≤λ/20,λ 為超標頻率對應的波長,如 30MHz 的 λ=10m,縫隙需≤50cm,高頻段需更嚴格),避免內部輻射從縫隙泄漏。
金屬部件的整體接地:
桶體、配重塊等金屬部件通過導線與外殼接地,形成統一的低阻抗接地網絡,增強對內部輻射的吸收和屏蔽效果。
四、整改驗證與測試技巧針對性測試定位:
若某一頻率段(如 30~100MHz)超標,優先排查電機驅動頻率的諧波(如變頻電機的 20kHz 驅動信號,其 5 次諧波為 100MHz)或開關電源的開關頻率(如 50kHz 的 2000 次諧波為 100MHz),通過斷開電機或開關電源單獨測試,確認輻射源。
若高頻段(如 300MHz~1GHz)超標,重點檢查控制板的 MCU 時鐘(如 24MHz 的 12 次諧波為 288MHz)、線纜輻射(如未屏蔽的傳感器線)。
分步驗證接地效果:
整改后先測量各接地點的接觸電阻(需≤0.1Ω),確保接地可靠;再通過輻射發射測試對比整改前后的頻譜,若某一頻率點的輻射強度下降 10dB 以上,說明接地優化有效。
洗衣機的輻射發射整改需以 “抑制輻射源(電機、開關電源)+ 切斷輻射路徑(線纜、外殼縫隙)+ 強化接地與屏蔽” 為核心,其中接地系統的優化是基礎 —— 通過單點接地、低阻抗連接、屏蔽協同,可有效將干擾信號導入大地,減少空間輻射。整改過程中需結合測試數據精準定位超標源頭,優先解決強輻射源和線纜輻射,再通過結構屏蔽和濾波設計降低干擾,最終滿足 EN 或 GB/T 4343.1 等標準要求。