PLC控制器（EN 61000-6-4传导骚扰超标）——优化开关电源输入滤波电路（X2电容+共模电感）

PLC控制器（EN 61000-6-4传导骚扰超标）——优化开关电源输入滤波电路（X2电容+共模电感）

作为一家专注于电子设备研发与检测的企业，深圳市南柯电子科技有限公司始终坚持以专业的技术和严谨的态度服务客户。本文结合我们技术团队在PLC控制器EMC测试中的实际案例，深入剖析了开关电源输入滤波电路设计中的传导骚扰问题，尤其是符合EN 61000-6-4标准时遇到的难点与优化策略。

PLC控制器作为工业自动化的重要核心设备，对其电磁兼容（EMC）性能有严格要求。工业环境内复杂的电磁干扰不仅影响设备稳定运行，更易导致整个控制系统故障，甚至安全隐患。EN 61000-6-4作为工业环境的发射标准，重点集中在传导和辐射发射的严格限制，确保设备不会对外部环境产生过度干扰。

产品分析——PLC控制器开关电源的输入端问题定位

PLC控制器内置的开关电源具备高效率、体积小、适应性强等优点。开关电源高速开关动作必然会在输入端引入高频干扰，尤其表现为传导骚扰超标。实际测试中，我们发现PLC产品在进行EN 61000-6-4传导骚扰检测时，经常在0.15MHz至30MHz频段的低中频范围内表现出峰值传导电压超标，主要问题集中在电源输入滤波不足，导致电源线传导的高频噪声进入公共电网。

分析开关电源输入滤波原理，X2电容和共模电感是Zui常见且关键的滤波元件。X2电容具有抑制差模干扰的能力，而共模电感则能有效过滤共模噪声。实际工程中，这两者的选型和布局直接影响传导骚扰的抑制效果。原设计中滤波电路结构简单，选用的X2电容参数及共模电感饱和电流未能匹配开关电源的实际工作特性，为后续整改提供了方向。

EMC检测项目与EN 61000-6-4标准要求解读

EN 61000-6-4是工业环境辐射和传导发射的通用标准，规定了设备在典型工业环境中的Zui大允许干扰电平，确保设备运行不会影响其他设备和电网系统的稳定性。传导骚扰测试是该标准的重要组成部分，测量范围为0.15MHz至30MHz，测试方式采用LISN（线路阻抗稳定网络）测量通过电源线传导的干扰电压。

依据标准，PLC控制器必须满足以下几点：

• 传导骚扰限值必须全面达到规定峰值电平，不允许局部超标。

• 测试设备和环境必须符合标准规范，确保结果准确。

• 产品设计应注重结构和元器件布局，降低高频干扰产生的条件。

• 滤波电路设计需兼顾无功损耗和骚扰抑制效果，避免影响功率效率。

检测过程中若发现超标，需结合谐波源分析进行定位，制定针对性整改措施。结合我们多年的检测经验，Zui有效的整改手段多集中在输入滤波电路优化，尤其是X2电容容量的合理增加和高品质共模电感的替换。

产品摸底测试及问题分析

深圳市南柯电子科技有限公司技术团队对某型号PLC控制器进行了全套的EMC产品摸底测试，具体检测步骤如下：

1. 使用频谱分析仪和LISN设备，按照EN 61000-6-4标准传导骚扰测量流程进行数据采集。

2. 辨认测试频段内突出峰值，对比标准限值确认超标频点。

3. 通过断电分段测试，定位干扰主要来源于开关电源输入。

4. 拆解开关电源模块，检查滤波元器件性能和布局。

5. 测量X2电容容量与损耗角正切，分析其滤波效果。

6. 检测共模电感的磁芯材料及饱和电流参数，确定其滤波特性。

测试结果表明：

• 初始设计中的X2电容容量偏小，无法有效滤除低频段骚扰。

• 共模电感磁芯材料选用普通铁氧体，饱和电流不足，出现饱和现象导致滤波失效。

• 滤波电路布局距离及线径未充分考虑高频特性，降低滤波效果。

以上问题综合引发 PLC控制器在传导骚扰测试中的超标现象。

优化开关电源输入滤波电路策略

针对以上问题，深圳市南柯电子科技有限公司提出了系统性的优化方案。

1. X2电容升级

选用符合国际安规认证的高品质X2电容，将容量适量增加（例如从0.1μF提升至0.22μF甚至0.47μF），提升抑制低频干扰的能力。在容量增加过程中保持电容的耐压及损耗角正切参数符合要求，避免电容本体发热或寿命缩短。

2. 共模电感重新选型

采用低损耗、高磁导率且饱和电流大于开关电源Zui大工作电流的共模电感。选用专门针对开关电源的复合磁芯材料，保证在高负载情况下线圈不出现饱和，从而保持稳定的抑制效果。

3. 滤波电路布局优化

合理安排X2电容与共模电感的位置，缩短布线距离，减少电磁耦合，提高滤波器的整体Q值。采用屏蔽措施及双面接地策略，降低高频骚扰向外辐射。

4. 结构及接地完善

优化整体电源模块的机械结构，采用金属壳体屏蔽，并良好接地以辅助滤波效果。加强PCB层压结构设计，合理分配地线和电源线走向，避免噪声干扰路径的产生。

5. 实验验证与优化迭代

改良后的输入滤波电路在新一轮EMC测试中，通过对比测试数据，发现传导骚扰幅度明显降低，所有频点完全满足EN 61000-6-4标准要求，尤其在关键的0.15-30MHz频段降幅达5-10dB。

产品运行稳定，开关电源效率无明显下降，滤波元件热量控制在合理范围内。

深入探讨与观点

开关电源输入滤波电路的设计是PLC控制器满足EMC等级的基础环节。很多工程师在实际设计中，忽略了滤波元件的动态特性和使用环境，有时盲目追求成本降低，导致产品无法通过发射测试。

我们认为，滤波电路的选型不仅是简单的容量数字堆积，更是一个系统工程，需要结合设备功率、工作频率、环境干扰等级和具体应用场景综合考量。在深圳这样一个电子制造与检测高速发展的城市，市场对工业自动化产品的EMC性能要求越来越高，只有深入理解标准和设备本质才能在激烈竞争中立于不败之地。

特别是利用X2电容和共模电感这类滤波方案时，必须做到以下几点：

• 精准匹配开关电源的工作电流和频率特征。

• 选择认证齐全且品质稳定的滤波元件。

• 合理布局确保电磁干扰路径Zui小化。

• 持续结合EMC实验室测试数据，进行设计迭代优化。

深圳市南柯电子科技有限公司不仅拥有先进的EMC测试设备和丰富的检测经验，也能够根据客户需求提供专业的滤波电路设计与整改方案。我们建议客户在设计早期就纳入EMC考虑，避免后期整改成本高昂。

与服务推广

本文基于PLC控制器EN 61000-6-4传导骚扰超标问题，详细剖析了开关电源输入滤波电路中X2电容和共模电感的优化策略。通过实际测试数据和整改分析，说明该方案的有效性和实用性。

任何涉及工业自动化产品EMC达标的公司和研发团队，若在传导骚扰测试中遇到瓶颈，欢迎与我们深圳市南柯电子科技有限公司联系。我们不仅提供专业的产品摸底测试、问题定位和整改建议，还可协助进行滤波电路的定制设计与实验验证，助力客户快速通过认证，提高产品市场竞争力。

在工业自动化智能设备加速升级的背景下，质量和稳定性是立足的根本。我们深圳市南柯电子凭借丰富的经验和技术积累，愿成为您EMC合规路上的坚实伙伴。

深圳市南柯电子科技有限公司

通过验收标准966三米半电波暗室

主要包括EMC摸底测试，EMC整改，EMC器件选型，EMC设计，线上线下培训等服务。

实验室测试仪器都经过精密调整，每月会与第三方机构进行设备校准。

首次租场可以体验免费测试，现场还有EMC整改团队提供整改建议。