关键词：电动汽车充电；漏电；电磁干扰

1 充电模式及剩余电流分类

随着电动汽车的普及，电动汽车充电的安全规范也越来越严格，众所周知，电动汽车充电一共有四种模式，模式一由于不能提供有效的保护已经被明令禁止；模式二是在模式一基础上，在充电缆线上配备一个保护盒（IC-CPD），产生故障电流时可以进行显示、保护；模式三即以交流充电桩的方式充电；模式四即以直流充电桩的方式充电。电动汽车充电四种模式如图1所示。

图1 电动汽车充电四种模式                                                                                            

以模式二为例，为了保证充电过程的安全，国外整车厂以及国内合资车厂都要求其供应商提供具备Type B型漏电保护功能的IC-CPD，依据标准IEC 62752-2016。所谓Type B型漏电，即在普通工频交流漏电的基础上，增加更高频率（1kHz以内）交流漏电、脉动直流漏电以及直流漏电的要求，如图2所示。

图2 剩余电流分类                                                                                                                                           

传统的互感器原理漏电检测技术无法满足对Type B型漏电流的检测，并且在模式二IC-CPD中针对直流漏电检测的最小值是6mA，漏电流值非常微弱，难以检测。而MAGTRON公司的RCMU系列漏电流传感器能够满足这一要求。

IEC 61543规定的标准电磁环境是指与低压公共电网或类似线路连接的设备中发生的环境条件，主要包括低频电磁现象、高频电磁现象和静电放电。低频电磁现象包括谐波、谐间波、信号电压、电压幅值变化、电压不平衡、电源频率变化和感应低频电压交流电网中的直流分量辐射磁场；高频电磁现象包括传到振荡电压或电流ns级的单向瞬变传导（脉冲群）、ms级和μs级的单向瞬变传导和瞬变振荡电流高频辐射现象；静电放电针对低湿度时可能存在的静电放电材料。

3 IC-CPD 电磁场抗扰度试验

IEC 61543对剩余电流保护器的电磁兼容性试验主要包括两个方面，即电磁发射(EMI)和电磁抗扰度(EMS)试验。IC-CPD作为被动保护部件，一般内部没有高频振荡器，不会对外发射辐射，一般不做EMI试验。所以需要着重考虑的是EMS的问题，我们都知道，传感器是低电平电子设备，处理的是较微弱信号，漏电流传感器电源线穿过传感器，尽管电气隔离，由于尺寸小，PCB和电源线距离很近，干扰极易通过电源线耦合在PCB上，在复杂电磁环境下，外界极小的电磁干扰都有可能对输出带来极大误差，甚至错误结果。

IC-CPD EMC试验中的射频辐射电磁场抗扰度试验是产品认证测试过程中比较头疼的问题，工程师在不断优化PCB设计的同时，也要在元器件选型时就要选择抗扰度更优秀的元器件，这就对漏电流传感器电磁场抗扰度提出了更高的要求。

IEC 61543对应的国家标准IDT版本为GB 18499《家用和类似用途的剩余电流动作保护器（RCD）电磁兼容性》，等同采用，我们可以GB 18499为参考，看一下它的电磁场抗扰度要求。表2是GB 18499中关于辐射电磁场的试验要求，对于该试验描述的基本要求在GB/T17626.3。

表2 GB18499中关于辐射电磁场的试验要求

GB/T 17626.3-2003《电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验》中规定了3种试验等级，分别对应1V/m、3V/m、10V/m场强（GB/T 17626-2016新增第四个等级，对应场强30V/m），80MHz~1GHz的频率范围。剩余电流动作保护器对应等级2，试验场强3V/m。因此理论上IC-CPD的辐射抗扰度测试会采用3V/m的场强测试。GB/T 17626.3-2003中5.1内容如表3所示。

表3 GB/T 17626.3-2003中5.1内容

所示。   
                             （a）试验现场                                                    （b）试验结果 

                                                                                                            
表6为EMC测试频带宽度分类                                                                                              
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表6 频带宽度

5 总结

就目前而言，Type B IC-CPD常出现在整车厂的随车充项目当中，所以设计时应当考虑更高级别的EMC要求，尤其作为Type B IC-CPD的核心元器件，漏电流传感器，在器件选型时尤其要注意它的抗干扰能力，如果漏电流传感器没有很强的性能，无法通过车厂严苛的测试，同时，对于用户使用也有很大风险，电动汽车在市场的推广任重道远，必须保证整个用车阶段的安全。Magtron基于iFluxgate技术的SoC芯片整体方案，为电动汽车充电B型漏电保护提供安全可靠的元器件，其在某车厂项目整机测试中实际通过了140V/m的考验！