Jaké jsou metody kontroly vedených emisí?

Zveřejněno dne: June 26th 2025
 

V posledních letech se trh s elektrickými vozidly (EV) dynamicky rozvíjí spolu s rychlou expanzí nabíjecí infrastruktury. Počet elektromobilů rychle roste – jen ve Spojeném království je registrováno přes 32,5 milionu vozidel, z nichž stále více je elektrických nebo plug-in hybridních. To vede k vysoké poptávce po efektivních, bezpečných a normám odpovídajících EV nabíječkách.

Pro mnoho společností, zejména start-upů, představuje tento trh obrovský růstový potenciál. Vývoj těchto zařízení však přináší řadu technických výzev – zejména v oblasti elektromagnetické kompatibility (EMC), konkrétně vodivého rušení.

Proč je vodivé rušení problém?

Vodivé rušení je forma elektromagnetického znečištění, která se šíří prostřednictvím napájecích kabelů – obvykle přes nulový vodič nebo ochranný zemnicí vodič. Nabíječky EV často využívají vysoce účinné DC/DC měniče, které však mohou generovat rušení. Pokud proudy generované nabíječkou nejsou dostatečně odfiltrovány, mohou překračovat limity stanovené EMC normami.

Nejde pouze o technický problém – neúspěšné EMC testy brání získání certifikace (např. CE, FCC, UKCA), a tedy i uvedení produktu na trh.

EMC a EV nabíječky

Význam EMC shody pro EV trh

Z našich zkušeností víme, že mnoho mladých společností podceňuje význam EMC již ve fázi vývoje. Obracejí se na nás až po neúspěšném testu EMC – což způsobuje zpoždění a dodatečné náklady na přepracování.

Vodivé rušení je třeba chápat a řešit již ve fázi návrhu. To vyžaduje znalosti z elektroniky, mechaniky, softwaru i zpětných proudových cest. Dobré řízení rušení zajišťuje nejen shodu, ale i spolehlivost a bezpečnost produktu.

Hlavní příčiny vodivého rušení v EV nabíječkách

Úloha DC/DC měniče

Srdcem moderních EV nabíječek je DC/DC měnič, který přizpůsobuje nabíjecí napětí. Pracuje s vysokými spínacími frekvencemi pro dosažení vysoké účinnosti – a tím vzniká rušení v rozsahu desítek kHz a více. Část tohoto rušení se vrací přes nulový vodič nebo zemnění a způsobuje interferenci. Bez vhodné filtrace nebo EMC stínění je měnič hlavním zdrojem elektromagnetického rušení.

Zpětné proudové cesty a uzemnění

Vodivé rušení se vždy vrací cestou s nejnižší impedancí – obvykle přes nulový vodič, PE, kryt nebo stínění. Y-kondenzátory (mezi primární a sekundární stranou) a X-kondenzátory (mezi fází a nulákem) jsou klíčové. Jejich hodnoty ovlivňují filtrační účinnost, ale musí splňovat bezpečnostní limity (např. Y ≤ 4,7 nF). Důkladná analýza zpětných proudových cest a impedancí je zásadní pro účinnou filtraci.

Optimální postup při řešení EMC problémů

Předběžné testy v EMC laboratoři

Než dojde k úpravám obvodu, jsou klíčové počáteční testy v EMC laboratoři. Provádíme 1–2denní měření v řízených podmínkách, abychom analyzovali typ a úroveň vodivého rušení.

Simulace a analýza zpětných proudových cest

Kromě praktických testů simulujeme proudové toky. Měnič a filtrační systém modelujeme pro analýzu impedancí a rozložení proudů mezi fází, nulákem a zemí. Výsledky simulací porovnáváme s reálnými testy – v iterativním cyklu: test → simulace → úprava → test. Tím dosahujeme účinnosti až 99 %.

EMC a EV nabíječky

Praktické metody pro snížení vodivého rušení

Zvýšení impedance DC/DC měniče

Mezi zem a uzemnění měniče jsme vložili malou přídavnou impedanci. Díky tomu mohou parazitní proudy (do 1 kHz) „cirkulovat“ uvnitř obvodu a nekopat se zpět do napájecí sítě. Toto řešení mírně snižuje účinnost, ale významně zlepšuje EMC.

Optimalizace X/Y kondenzátorů

V rámci bezpečnostních limitů (např. Y ≤ 4,7 nF) testujeme různé hodnoty X a Y kondenzátorů pro maximální filtrační účinek. Klíčem je správná rovnováha mezi filtrací, bezpečností a funkcí měniče.

Implementace a testování

Zavedení změn

Po ověření simulací a předběžnými testy provádíme úpravy na PCB: přidání komponent ke zvýšení impedance, úprava kondenzátorů, optimalizace spojení země a uzemnění. Každá změna je dokumentována a testována přímo v EMC laboratoři.

Závěrečné testy a certifikace (CE/FCC/UKCA)

Po úspěšných předběžných testech následuje kompletní certifikace v akreditované EMC laboratoři. Díky trvalé spolupráci se stejnou laboratoří se vyhneme opakování a šetříme čas. S udělenými označeními CE, FCC a UKCA je produkt připraven na trh.

Shrnutí a doporučení

1. Přesně identifikujte zdroje rušení

Odhalte kritická místa rušení (např. DC/DC měnič, zpětné proudové cesty) před zásahy do obvodu.

2. Testujte brzy a pravidelně

Pravidelné testování ve stejné laboratoři přináší konzistentní výsledky a zrychluje certifikaci.

3. Kombinujte simulaci s reálným měřením

Kombinace teorie a praxe zlepšuje diagnostiku a účinnost řešení (až 99 %).

4. Optimalizujte filtry (X/Y kondenzátory)

Hodnoty blízko maximálním povoleným limitům (např. Y ≤ 4,7 nF) přinášejí nejlepší filtraci při zachování bezpečnosti.

5. Zvyšte impedanci zpětné cesty

Další impedance mezi zemí a uzemněním pomáhá udržet parazitní proudy v obvodu.

6. Využívejte akreditovanou laboratoř

Spolupráce s certifikovanou laboratoří po celou dobu vývoje zabrání odchylkám a zpoždění.

7. Spolupracujte s EMC odborníky

Dlouhodobé partnerství s EMC inženýry a laboratořemi umožňuje rychlejší úpravy a optimalizaci projektu.

Dodržováním těchto zásad mohou start-upy a výrobci EV nabíječek výrazně zkrátit dobu certifikace, náklady na přepracování i čas uvedení na trh. Spolupráce s EMC odborníky je klíčem k úspěchu v dynamickém světě elektromobility.

 

Zanechat komentář

★
★
★
★
★
Bezpečnostní kód

Související příspěvky

Now available – DC/DC converters from PREMIUM
Now available – DC/DC converters from PREMIUM
Zveřejněno v: Zprávy, Zprávy, Znalostní báze
22-12-2020
We introduced a novelty to our permanent offer in DACPOL in the category of power supplies and converters and today...
Read more
Hex-Box IoT Enclosure
Hex-Box IoT Enclosure
Zveřejněno v: Zprávy, Zprávy, Znalostní báze
17-12-2020
New Hex-Box IoT housings from Camdenboss!
Read more
New release in DACPOL lighting for lathes – Kira covers
New release in DACPOL lighting for lathes – Kira covers
Zveřejněno v: Zprávy, Zprávy, Znalostní báze
14-11-2020
We introduce a new product into the DACPOL category of industrial lighting and today we offer KIRA covers for...
Read more