新能源汽车PTC加热器EMC问题解决方案

时间： 2024-04-13 来源：韬略科技EMC公众号

技术问答

一、简介

PTC加热器（热交换器）作为新能源汽车暖风系统核心部件，在新能源汽车上已经大批量应用。纯电动汽车因为没有传统汽车的发动机，没有了热源，因此需要靠PTC加热器的热能来采暖。在新能源汽车领域，PTC加热技术也是汽车热管理重要组成部分。

二、PTC加热系统分类

1.水暖

水暖PTC原理是，利用PTC的热量加热冷却液，冷却液会流经驾驶室内的暖风热芯。在鼓风机的作用下将驾驶室内的空气循环起来，流经热芯被加热。

2.风暖

风暖PTC原理是直接将PTC安装在驾驶室的暖风芯体处，通过鼓风机将车内空气循环起来并通过PTC加热器，PCT可以直接加热驾驶室内的空气。

3.按功率分类从3KW-15KW不等

4.按应用分类

三、实物PCB图

整改过程中遇到的两款机器PCB图，采用目前比较通用的布局和设计，结合原理图分析排查问题。

四、架构

主要包含低压模块和高压模块，其中又细分通讯端口、电源、电源隔离升压模块、MCU控制。

五、EMC问题点和解决方案

1.三大噪声源->通讯端口

PTC加热器与外部通讯接口:

（1）CAN/LIN等本身的低频噪声向外辐射；

（2）CAN/LIN等接口耦合其他部分噪声导致超标，由于位置关系，通讯一般与低压供电设计在同一连接器内，较容易耦合电源和主控噪声。

2.解决方案-低压部分(通讯端口)

（1）静电防护：遵循先防护后滤波的原则，设计满足电性能测试的静电防护器件，TEVG15R0V24B2X （行业通用方案），满足30KV静电防护等级的同时还需要满足双倍电压测试的需求；

（2）滤波设计：设计使用满足通讯的CAN\CANFD共模滤波器

CAN：TLCMI4532-2-510TF（行业通用方案）
CAN-FD：TLCMI3225-2-510TF （行业通用方案）
CAN-FD：TLCMI3225-2-101TF （行业高滤波等级方案）

预留滤波电容等

（3）Layout设计：注意滤波前后地的设计，静电管位置是否合理放置在滤波路径上。

通讯端口实物图

3.三大噪声源->电源

PTC加热器控制板电源噪声，行业一般选用两种架构的DC-DC:

（1）内置MOS的集成式BUCK电路（需要增加升压电路驱动IGBT）；

（2）非隔离的反激架构DCDC电路（一个电路可输出多路电源，满足IGBT驱动需求）。

以上两种架构的电源在整个测试项目中都会导致测试FAIL，所以需要重点选型和设计，由于PTC加热器还存在高压线束，所以要避免低压噪声耦合到高压线束上。

4.解决方案-低压部分（电源）

（1）7637防护：遵循先防护后滤波的原则，设计满足车厂设计要求，6.8KP36CA（行业通用方案）可满足76375A波形测试350ms内阻4欧，最高可过2欧（宇通）；

（2）滤波设计：设计使用满足通流余量的电源线共模滤波器，（不同阻抗满足不同车厂等级方案），预留滤波电容等；

（3）Layout设计：注意共模滤波器前后地的设计，滤波前后是否做到高阻抗隔离，避免滤波失效。

电源解决方案实物图

5.三大噪声源->电源隔离升压电源

（1）一般为外购成品模块，在设计初建议做好评估；

（2）若判定为此模块引起超标，做相应滤波措施即可。

6.三大噪声源->MCU控制

（1）PTC加热器MCU一般选用32位单片机，其主要问题是控制板尺寸较小，若布局不合理会导致时钟超标；

（2）由于需要放置温度探头，所以由线束造成的天线效应会有比较大的放大效应，尽可能避免线束靠近噪声源（DCDC、晶振等）。

六、总结

针对不同的测试标准和应用场景，要选择合适的元器件，以此达到事半功倍的效果，特别是针对EMC问题，有专器专用的说法，本文通过对PCT加热部件的问题分析，给广大工程师提供了多一种解决方案，希望对大家有所帮助。

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型号- TEPC0R2V05B1X,0.2KP-SMF,TLDCM7035-2-501TF,TMMPL111004,TF2010A4X SERIES,5KP-SMC,TESC3R0V05B1X,TF0806A2X430MT,TLCML2012-2-121,TEVD12R0V24B1X,TSSBXXXB1X,TEVC1R0V05B1X,TESD500R0V05B1X,3128,TEVA0R4V05D4X,TLDCM1513-2-301TF,TESB3R0V24B1X,1108,TSSCXXXB1X,TF2010A4X,5KP-SMC SERIES,TSMAXXXB1X SERIES,TF2010A4X900MT,0.4KP-SMA SERIES,TEVD300R0V05D1X,TLCML2012-2-900,6.6KP SERIES,TF2010A4X121MT,10KP SERIES,TEPC0R2V12B1X,TEVC3R0V05B1X,5KP,TEVC25R0V05B1X,TSSDXXXB1X SERIES,TSSBXXXB1X SERIES,TEVG15R0V24B2X,TF2010A4X201MT,TEVC10R0V3B1X,TF0806A2X670MT,TEPB0R2V05B1X,TESC0R15V05B1,6.6KP,TEF0806A2X900MT,TF0806A2X900MT,TF1210A2X900MT,TF2010A4X670MT,TEF1210A2X900MT,TEPB0R2V12B1X,TEPC0R2V09B1X,2501,TEF2012A4X101MT,TEVB20R0V12B1X,TF0806A2X,TEVD0R6V05B1X,TLCML2012-2-201,8KP,15KP SERIES,15KP,TEVH0R6V05D2X,TEVJ0R4V05D4X,TMMPI040402,TMMPL131205,TESC3R0V24B1X,0.2KP-SMF SERIES,TF1210A2X650MT,TSSDXXXB1X,TEF1210A2X500MT,0.4KP-SMA,TSMAXXXB1X,0.6KP-SMB SERIES,TEVG0R6V05D2X,5228,TF0806A2X SERIES,1.5KP-SMC SERIES,TLDCM4745-2-102TF,TEVB10R0V3B1X,1.5KP-SMC,TEVB25R0V05B1X,5KP SERIES,8KP SERIES,10KP,TESD400R0V14B1X,TEVD22R0V15B1X,TEPC0R05V24B1X,TMMPI050502,TEVD0R7V05D4X,TEPB0R2V09B1X,TEVB0R5V05B1X,TGMPL020201,TLCML2012-2-371,TEVP0R4V05D2X,TF2010A4X161MT,0.6KP-SMB,TEVB3R0V05B1X,TLCML4532-2-601,TEVD0R6V3B1X,TSSCXXXB1X SERIES,TEVD1R5V05B1X,TGMPI020101,TLDCM1211-2-701TF,TLCML4532-2-282,TEVC15R0V12D1X,TEF1210A2X350MT,TF1210A2X350MT,TESB3R0V05B1X,TMMPI070603

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竞沃（TLC）电路保护选型指南

描述- Founded in 2011, TLC is a Specialized and New Enterprise, the first surface-mounted resettable fuse manufacturer in China, the leader of PPTC industry, and a professional manufacturer of circuit protection components. Its main products include PPTC, SMD Fuse, TVS and ESD, NTC, WSF three-terminal Fuse, EVFuse and the other protective elements.

型号- PSMH0805 SERIES,LSML2920,AB20,EVR500-18,5HVB SERIES,F06F SERIES,EVF500-38,JWEN3,JWEN2,JWEN06,TSQF07 SERIES,JWET143-SERIES,EVF1000-25,F12TH SERIES,TDH SERIES,P6KE SERIES,TAB SERIES,AB19,F12FH,30KP SERIES,TA3VT,USMD1210 SERIES,P4KE,EVF500-30,AB10,AB11,AB29 SERIES,10HVA SERIES,P4SMA SERIES,TLV SERIES,10HVC SERIES,TDF SERIES,EVF500-25,TAF SERIES,P12S,TA3VF,EVS750-3624 SERIES,USML1210,EVS1000-2039,F06F_TH,JWEN2510,WTHC SERIES,5.0SMDJ SERIES,20KP,TD SERIES,AB29,AB10 SERIES,AN478 SERIES,EVR500-30,EVS750-4533,TB SERIES,EVF1000-30,20KP SERIES,SMCJ SERIES,F12FH SERIES,SMDJ,1.5SMC,EVR750-30 SERIES,EVR500-40,6HVD SERIES,EVR1000-40,10HVE SERIES,EVR500-40 SERIES,5KP,EVR250-30 SERIES,1.5KE SERIES,TA2VT,EVF500-51,F06T SERIES,SMFJ SERIES,EVR500-18 SERIES,6.6SMDJ SERIES,SMCJ,JWET553-SERIES,TSQF12 SERIES,F12TH,JWEN16,TA2VF,22HVA,F12T,NT52 SERIES,1.5SMBJ SERIES,JWET23-SERIES,SMF4J,NSMD1206,1.5SMBJ,ANT SERIES,EVR250-18,ANMZ SERIES,ANMZ,5HVB,5HVA,EVR750-40 SERIES,EVS750-3048 SERIES,EVS1000-4533 SERIES,SM6S,AB29N,30KP,P6SMB SERIES,JWET353-SERIES,F04F,15KP,TRM SERIES,F12 SERIES,TRG SERIES,AB11N SERIES,EVF500-25 SERIES,AB19.N SERIES,EVR750-40,AB09 SERIES,MSMH1812 SERIES,NT55 SERIES,WSFB,10HVF,WTHC,WSFC,10HVE,EVS1000-3048,WSFD,EVR1000-40 SERIES,EVS1000-2039 SERIES,NSMH1206,TRE SERIES,SQT L SERIES,SMFJ,EVS500-3624,JWEP8,10HVB,JWET26-SERIES,10HVA,AN498,10HVD,10HVC,JWET143,NT55,FSML0603 =,EVS750-2039,NSML1206 SERIES,EVR750-18 SERIES,NT51,MSML1812,NT52,MSMD1812 SERIES,EVF750-51,EVS500-4533 SERIES,JWET23,NT58 SERIES,NT58,F06F_TH SERIES,NSML1506 SERIES,5KP SERIES,TCSM SERIES,SM8S,8KP SERIES,FSMD0603 SERIES,SQT M,EVR250-40,TCSP SERIES,SQT L,TAL SERIES,3KP,JWEN2-SERIES,TLS,F06F,TA3VF SERIES,TCSA,PSML0805 SERIES,FSMD0603,EVF750-51 SERIES,TLV,WSFD SERIES,JWEN2510-SERIES,TCF SERIES,6HVA,F12,6HVC,EVS500-2039 SERIES,NSML1206,TCSMA,6HVB,PESD0402,JWEN16-SERIES,TRB SERIES,EVR250-30,P4KE SERIES,P8S SERIES,SM6S SERIES,8.0SMDJ,EVS500-3048,5HVA SERIES,JWET363,F12F_TH,EVF750-25 SERIES,EVF750-30,PESD0603 SERIES,EVF1000-25 SERIES,AB19.N,AB19 SERIES,EVF750-38,NSMH1206 SERIES,8.0SMDJ SERIES,SMF4J SERIES,6HVE,6HVD,ZSMD0201,MSMH1812,JWET563-SERIES,JWET353,TCST SERIES,TCSF,6HVC SERIES,6HVA SERIES,F06T,SQT M SERIES,FSML0603 SERIES,TCSP,EVF1000-30 SERIES,TCSM,JWET26,JWED5,TA2VF SERIES,TABF SERIES,EVF750-25,JWED9,TCST,EVS750-3048,EVS500-3048 SERIES,EVS750-2039 SERIES,JWED1,JWEN06-SERIES,PSML0805,F06FH SERIES,EVF750-30 SERIES,TCSF SERIES,SM8S SERIES,EVR750-30,NTS,EVS1000-3624 SERIES,JWED5-SERIES,6HVE SERIES,JWEN3-SERIES,PSMD0805 SERIES,TABF,EVF750-38 SERIES,EVS1000-3048 SERIES,10HVF SERIES,LSMD2920 SERIES,JWED9-SERIES,TCH SERIES,JWED1-SERIES,USML1210 SERIES,MSMD1812,TBF SERIES,10HVB SERIES,P12S SERIES,5.0SMDJ,WSFB SERIES,TA SERIES,EVS750-4533 SERIES,TEF SERIES,P8S,MSML1812 SERIES,PESD0603,EVS1000-3624,AN478,EVR750-18,SMBJ SERIES,TAB,TE SERIES,EVF500-51 SERIES,TAF,AB20 SERIES,EVS500-2039,TAL,F06FH,JWET563,TRA,LSMH2920 SERIES,TRC,TRB,TRE,EVS750-3624,TRG,TRF,EVS500-3624 SERIES,TRA SERIES,ASML0402 SERIES,TRM,F04F SERIES,AN498 SERIES,EVR500-30 SERIES,WED3,USMD1210,TA3VT SERIES,TBF,LSMD2920,EVR250-40 SERIES,8KP,15KP SERIES,PSMH0805,USMH1210 SERIES,SMA6J SERIES,JWET553,NSML1506,EVF500-30 SERIES,AB20U,WSFC SERIES,NSMD1206 SERIES,ASML0402,NT51 SERIES,EVS1000-4533,EVF500-38 SERIES,TRC SERIES,TA2VT SERIES,TCF,ANC,SMAJ SERIES,1.0SMBJ SERIES,TCH,TCSMA SERIES,ZSMD0201 SERIES,AB29N SERIES,ANT,WED3-SERIES,JWET363-SERIES,F12T SERIES,EVR250-18 SERIES,NTS SERIES,JWEN2010-SERIES,AB20U SERIES,TSQF07,LSMH2920,LSML2920 SERIES,TDF,TCSA SERIES,TDH,PSMD0805,1.5KE,ANC SERIES,AB11N,USMH1210,TLS SERIES,10HVD SERIES,P6KE,3KP SERIES,JWEP8-SERIES,JWEN2010,PESD0402 SERIES,6HVB SERIES,TRF SERIES,F12F_TH SERIES,6.6SMDJ,TEF,AB09,AB11 SERIES,SMDJ SERIES,TC SERIES,22HVA SERIES,TSQF12,1.5SMC SERIES,EVS500-4533

选型指南 - 竞沃 - REV.1 - 2024/6/20 PDF 中文下载