MCU 和 OBC 的 EMC 設計最佳化：從返工失敗到一次性合規
在電動車 (EV) 電力電子裝置的開發中，馬達控制單元 (MCU) 和車載充電器 (OBC) 是電磁幹擾 (EMI) 問題最為突出的子系統之一。隨著高壓平台、快速開關頻率和緊湊封裝成為標準配置，電磁相容性 (EMC) 問題不再是例外，而是早期設計決策的必然結果。
然而，許多專案仍然依賴被動式工作流程：
原型 → EMC 測試失敗 → 返工 → 重新測試。
這種循環耗時費力，成本高昂，一旦機械結構凍結，往往會陷入僵局。
本文基於多個真實的 MCU 和 OBC 協同設計項目，概述了一條從反覆 EMC 返工失敗到一次性通過合規的成熟路徑，證明了 EMC 從根本上來說是一個設計問題，而不是測試後的修復問題。
EMC返工失敗的原因：來自實際MCU和OBC專案的經驗教訓
案例 1：MCU 輻射發射超出限值 12 dB
問題
在 30–200 MHz 範圍內，輻射發射超過限值高達 12 dB。
原創方法
採用標準導電織物屏蔽MCU控制板，並留有較大的機械間隙。
根本原因
導電織物回彈性差，導致接觸阻抗隨時間增加
接合邊緣未倒角，破壞了屏蔽連續性。
與SMT製程不相容，導致接地不穩定
最佳化方案
已更換為SMT墊片（SMD-G-KLD系列）
結構倒角優化
控制壓縮比為25-30%
結果
輻射發射降低了 15 dB，在一次測試週期內通過了 CISPR 25 3 級測試。
重點總結
屏蔽材料必須與結構、製程和生命週期可靠性相符—而不僅僅是導電性。
案例 2：車用電腦傳導發射在 150 kHz 處失效
問題
150 kHz 處的傳導發射超過限值 8 dB；輸入和輸出濾波無效。
原創方法
使用標準π濾波器，但濾波器外殼懸空。
根本原因
浮動金屬外殼實現了電容雜訊耦合
接地路徑超過 20 毫米，導致感抗增大
沒有適用於共面接地的低阻抗材料
最佳化方案
導電矽橡膠墊圈直接將過濾器殼體黏合到外殼上
接地路徑縮短至小於10毫米
鋁箔屏蔽膠帶可實現 360° 電纜端接
結果
傳導輻射降低 18 dB，完全符合 GB 34660 標準。
重點總結
濾波器的性能更多地取決於接地質量，而不僅僅是元件值。
從不合格到一次性通過合規：四步EMC設計方法
第一步：早期識別電磁相容性風險
設計階段的關鍵檢查點：
電源區和控制區隔離（建議間距≥5毫米）
靠近接地路徑小於 10 毫米的介面放置濾波器
屏蔽結構支援 360° 端接
材料符合汽車可靠性標準
相關參考資料：
PCB電磁幹擾屏蔽：從點保護到系統級隔離
步驟二：材料-結構協同設計
屏蔽材料選擇原則
| 應用重點 | 推薦房產 |
|---|---|
| 高頻電磁幹擾 | 表面電阻≤0.006 Ω/sq |
| 高振動 | 體積電阻率≤0.004 Ω·cm |
| SMT相容性 | 可逆型導電泡沫 |
結構優化指南
添加倒角以確保均勻壓縮
避免使用「尾纖式」電纜接地－採用完整的360°端接方式。
過濾器外殼必須直接連接，絕不能透過飛線連接。
有關SMT相容解決方案，請參閱：
SMT密封墊｜小巧而強大的電子設備EMI防護
步驟三：仿真+量測驗證
使用 HFSS 或 CST 進行近場模擬以預測阻抗路徑
在客戶實驗室進行合規性預測試，以便及早發現風險。
所有最佳化均透過實測數據驗證，而非假設。
第四步：閉環協作
建立可追溯的迴圈：問題 → 解決方案 → 驗證 → 標準化
將成功的修復方案轉化為EMC內部設計規則
在新專案中預先應用行之有效的解決方案，以期一次性取得成功。
我們的角色：EMC設計夥伴
我們並非要取代系統架構師，而是在實際製造限制條件下，界定材料和接地性能的可行範圍。
我們的貢獻包括：
材料定義：技術資料表、模擬模型、製程參數
結構設計階段的早期電磁相容性風險預警
數據驅動的返工建議
支援SMT組裝和大規模生產的一致性
若要了解長期材料可靠性風險，請參閱：
導電矽橡膠的隱藏腐蝕：微觀電化學如何破壞電磁幹擾可靠性
從返工思維到設計思維
MCU 和 OBC 系統中的 EMC 問題絕不應該在測試後「發現並修復」——而應該從一開始就設計消除這些問題。
返工是有成本的。
設計是一種投資。
合作是出路。
一次通過合規性審查。
康利達不提供通用的捷徑。我們提供基於材料科學、系統邏輯和汽車製造實際情況的、可驗證、可重複且可直接用於生產的EMC解決方案。
如果您的 MCU 或 OBC 專案面臨持續的 EMC 挑戰，我們隨時準備與您合作，直到問題從根本上解決。