CISPR 25:2021改了哪些关键条款?车规TVS与EMI电感如何重新选型

天资达人 时政新闻 2026-11-05 4251 0

面向硬件工程师(元件级滤波/防护设计)和测试/EMC 工程师(预测试与送审)的双视角解读。

按既有经验为 ECU 选定 EMI 电感与 TVS,审厂时却因一句"按 CISPR 25:2021 重新测"被退回——器件型号未变,考核口径已经改变。

从测试端看更为直观:频谱上限由 2.5 GHz 提升至 5.9 GHz,原先 2.5 GHz 以上未纳入考核的频点现已全部纳入;此前勉强达标的宽带余量,按新限值复核后可能不再满足。

两种视角指向同一事实:CISPR 25 已完成换版,且变更内容均与器件选型直接相关。 本文先厘清具体变更条款,再落到 TVS 与 EMI 电感的重新选型,兼顾设计端与测试端的需要。

一、先建立直觉:

CISPR25是车内的"禁噪法规"

可将整车理解为一栋封闭的公寓楼:

每个电子部件(ECU、DC-DC、电机控制器、T-Box)相当于一户住户,在开关、放电、逆变过程中都会产生电磁噪声

车载收音机、导航与5G 模块相当于易受干扰的住户

CISPR 25 相当于整栋楼的"静音公约",规定各住户在指定频段内允许发出的噪声限值,避免对其余住户造成干扰

2021 版对该"公约"作出两项重大调整:扩大受限频段(频率上限提升一倍以上),并加严部分频段的限值要求。

简言之,CISPR 25 约束的是部件对外发射的噪声,而非其承受干扰的能力(后者属抗扰度标准范畴)。因此EMI 电感(抑制噪声的主要器件)与 TVS(从源头削减瞬态噪声)均需重新选型。

二、2021 版到底改了哪几条

(确认过的关键变化)

据《安全与电磁兼容》2023 年第6期对 IEC CISPR 25:2021(第五版)与 CISPR 25:2016(第四版)的差异解析,技术变动集中在三块,其中移动业务的限值变化最明显。

序号

变化点

2016 版

2021 版

对选型的影响

1

辐射发射测试频率上限

150 kHz – 2500 MHz

150 kHz – 5925 MHz

2.5 G 以上噪声进入考核,高频滤波要重做

2

移动业务(通信)限值

旧有保护业务谱

重构/新增保护业务,部分频段限值收紧

含5G 等频段,宽频噪声更难达标

3

宽带/窄带判定方法

主要靠频域法

增加时域法(带内功率判定)辅助

合格判定口径变化,整改策略要重估

4

测试设备与布置

旧天线/接收机要求

天线、接收机、前置放大器要求提高

实验室重测结果可能"变严",要预留余量

注意:第1 条是最关键的硬指标——它直接使考核频段几乎翻倍。第 2 条属"难度升级",第 3、4 条属"判定与测试方法升级"。

频率上限之所以延伸至5925 MHz,与 5.9 GHz 附近车联网(V2X / ITS)频段的保护需求相关——这一段原本不在考核范围内,如今成为必须交代的区域。

三、硬件视角:这些变化如何倒逼

器件重新选型

1. 频率上限提升至 5.9 GHz → 滤波需按频段分工,单颗电感难以覆盖全频段

过去EMI 共模电感在 30 MHz–1 GHz 范围内有效即可;现在 2.5–6 GHz 频段同样需要抑制。需要避免的误区,是试图用单颗高频电感解决全频段问题——不同频段需由不同器件承担:

首先明确该电感的作用频段。车载以太网、CAN / CAN FD 端口所用的共模扼流圈(如 51 µH / 2800Ω这一档、4.5×3.2×2.6 mm 封装),用于抑制总线共模噪声,作用频段在数十 MHz 以下,对 2.5–6 GHz 频段不具备抑制能力。

2.5–6 GHz 频段的抑制依赖器件高频特性与 PCB 布局,而非增大电感量。选型时应重点关注:

自谐振频率(SRF):超过SRF 后电感呈容性而失效,需在目标频点附近仍保持阻抗方能发挥作用

绕组寄生电容小:寄生电容偏大时,高频段阻抗反而下降

高速差分线(以太网100/1000BASE-T1、MIPI、SerDes)应优先选用高频特性优良的小体积磁珠 / 共模扼流圈

未提供SRF 指标的器件,不宜作为高频段抑制手段。仅标注电感量与阻抗、未标注SRF 的器件,应在其标称频段内使用,避免超出规格范围应用,否则整改阶段将难以定位问题。

2. 高频段下 TVS/ESD 的寄生参数成为噪声源——结电容需按接口分档

易被忽视的一点是:频率升高后,防护器件本身即成为考核对象。

TVS/ESD 若存在较大的结电容与引线电感,在GHz 频段可能等效为辐射源或阻抗不连续点,反而加剧辐射发射

高速端口宜选用小封装器件,寄生电感小、回流路径短

结电容上限需按接口分档确定,其取值取决于链路速率与共模端接方式,不存在统一数值。车载总线的车规器件标称值处于3~5 pF这一档(车载以太网3 pF、CAN FD / FlexRay 5 pF,均为器件标称结电容);0.1~0.3 pF那一档对应USB4 / HDMI 2.1 等消费类高速接口,其耐压无法满足 24 V 总线要求。若以 <0.5 pF 作为 24 V 车规总线器件的准入条件,现有车规产品线将均不适用。

车规器件需确认AEC-Q101认证状态,且直流耐压/ 峰值脉冲功率应覆盖 12 V / 24 V 系统的抛负载与浪涌——电源侧对应ISO 7637-2 5a/5b,静电对应ISO 10605-2。

3. 瞬态 → 宽带发射:TVS 是"源头消噪"

ESD 接触放电、开关浪涌与继电器吸合均会产生宽带频谱,并可延伸至 GHz 频段。TVS 对瞬态实施钳位,相当于从源头削减部分宽带发射能量,对辐射发射(RE)指标具有实质改善作用。

TVS 应尽量靠近端口布置,并缩短接地回路

车载电源线通常采用PPTC(过流保护)+ TVS(抛负载钳位)+ 防反接二极管的三级架构,其间以电感实现退耦;GDT 多用于 48 V 或室外端口等高能量浪涌场景。

4. 传导发射(CE)同样在考核范围内——共模电感在这里更关键

CISPR 25 的考核对象除辐射发射外,还包括传导发射,即沿线束传导出去的噪声。与通过空间耦合的辐射发射不同,传导发射的噪声主要沿电源线传播,抑制手段落在电源端口的滤波网络上,共模电感与滤波电容的组合决定了这部分余量。

共模电感的选型需同时兼顾RE 与 CE:两者关注的频段不同,RE 侧重高频段特性,CE 更依赖 150 kHz 起低频段的高阻抗

电源端口滤波网络的阻抗特性、接地方式与线束走向共同决定CE 结果,单靠更换器件难以解决

传导发射的具体限值、频段划分与测试方法(电压法/ 电流探头法)以 CISPR 25:2021 正文及实验室测试模板为准

5. 元件级即须达标——装车后难以变更设计

CISPR 25 的考核对象为零部件发射。若 ECU 在元件级 RE/CE 超标,进入整车阶段后通常不再具备改板条件。因此滤波与防护必须在元件级完成,属强制要求而非可选项。

四、测试视角:怎么测、怎么定位

新频段带来的实测变化:

1. 2.5–6 GHz 频段需重新扫描:该频段此前未纳入考核,目前常在 5G 模块、WiFi 及高频 DC-DC(SiC/GaN 开关边沿达 ns 级)的谐波位置出现超标峰值。

2. 宽带判定方法变更:2021 版引入时域(带内功率)判定,宽带噪声的合格结论可能与频域法不一致,整改时不应仅关注峰值,还需核算带内功率余量。

3. 实验室复测结果可能趋严:设备要求提高后,同一样品在不同实验室测得的裕量可能低于 2016 版水平,建议元件级预留 ≥ 6 dB 余量后再送审。

定位三步:

1、先判断峰值位于1 GHz 以下(电源、时钟基频及其谐波)还是2.5 GHz 以上(高速数字、射频与开关谐波):前者排查电源滤波与接地,后者排查高速信号线TVS 结电容与 EMI 电感高频特性。

2、对比加装与不装TVS/EMI 电感时的频谱差异,确认器件是否实际发挥作用。

3、宽带超标优先排查瞬态源(ESD/开关)是否被 TVS 有效钳位,窄带超标优先排查时钟/电源滤波。

五、整改前后对比

某DC-DC 模块按 2016 版完成元件级 RE 测试且勉强通过,改用 2021 版复测时:

项目

整改前

整改后

辐射发射上限

按2500 MHz 测,余量 +2 dB

按5925 MHz 测,2.5–6 GHz 段超标 4 dB

EMI 电感

普通共模扼流圈(SRF≈800 MHz)

按频段分工:端口共模扼流圈+ 2.5–6 GHz 段高频特性器件

端口TVS

按经验取值,未分档

按端口类型分档(电源口按抛负载能量选型)+ 靠近端口布板

结果

2016 版过 / 2021 版不过

两版均过,2.5–6 GHz 段余量 +5 dB

器件型号有所调整、布局基本不变,改善来自器件高频特性的针对性选型——这正是 2021 版换版的关键价值所在。

六、收藏清单:

CISPR 25:2021合规选型5条

1. 是否按 150 kHz–5925 MHz 全频段评估,而非仅覆盖至 2.5 GHz?

2. EMI 电感是否按频段分工:端口共模扼流圈负责总线频段,2.5–6 GHz 段另行配置高频特性器件,且 SRF 有明确标称值?

3. 高速端口 TVS 是否按接口速率分档取结电容(车载总线3~5 pF 档 / 消费类高速口 0.1~0.3 pF 档)+ 小封装 + 靠近端口?

4. TVS 是否确认AEC-Q101认证?电源端口是否覆盖ISO 7637-2 5a/5b抛负载,信号/ 总线端口是否覆盖ISO 10605-2与总线短路工况?

5. 元件级是否预留 ≥ 6 dB 余量再送审(防实验室重测变严)?

七、落到料号:

车规 TVS + 共模电感的组合方案

前述内容用于建立判断依据,本章给出可直接选用的器件组合。以下七组方案覆盖车载总线与车载电源两类应用场景,均标注参数门槛与对应在售型号。

1

车载以太网 100/1000BASE-T1

参数要求:TVS 截止电压 Vrwm 24 V、双向;结电容 ≤5 pF(在售器件标称 3 pF 档);±30 kV 接触 / 空气放电;端口配置共模扼流圈。

方案要点:共模扼流圈(CMC)置于前级、ESD 器件紧邻连接器布置,ESD 电流就近泄放至地,以保护后端 PHY 与 PCB。

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图7-1 车载以太网 100/1000BASE-T1 保护方案(共模扼流圈 + PESD2ETH100-T)

2

CAN FD

参数要求:TVS 截止电压 Vrwm 24 V / 27 V、双向;结电容 5 pF 档;±30 kV;双通道集成;总线串联共模扼流圈。

方案要点:CANH / CANL 上串联共模扼流圈以抑制杂讯,SPLIT 引脚与总线各配置 ESD 器件,结电容控制在 5 pF 以内以保证 2~5 Mbps 速率下的信号完整性。

图7-2 CAN FD 接口静电滤波防护方案(LDW43T-513T + SMC24LVQ / SMC27LVQ)

3

FlexRay

参数要求:TVS 截止电压 Vrwm 24 V、双向,结电容 5 pF 档,±30 kV,双通道;总线共模扼流圈可选配。

方案要点:FlexRay 可支持 10 Mbps 速率,网络带宽约为 CAN 的 20 倍,对结电容更为敏感,宜选用 5 pF 档的 SMC24LV。

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图7-3 FlexRay 车载网络静电防护方案(SMC24LV + 可选共模扼流圈)

4

LIN

参数要求:TVS 截止电压 Vrwm 15 V、双向,结电容 15 pF,±23 kV,单通道。

方案要点:LIN 速率 ≤20 kbps,对结电容不敏感,采用 SOD-323 单通道器件即可满足要求。

图7-4 LIN 总线静电保护方案(PESD1LIN)

5

12V 汽车电源

参数要求:满足 ISO 7637-2 5a/5b 抛负载;ISO 10605-2 等级 4 ESD(接触 ±15 kV / 空气 ±25 kV)。

方案要点:采用PPTC 过流保护 + TVS 钳位 + 肖特基防反接的三级架构,其间以电感实现退耦。

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图7-5 12 V 汽车电源浪涌保护方案(HL30-300 + SM8S24CA + S-SK54C)

6

24V 汽车电源

参数要求:ISO 7637-2 5a/5b 抛负载、ISO 10605-2 静电、过流及防反接全维度防护。

方案要点:串联PPTC(HL60-300)实现过流保护,并联 TVS(SM8S36CA 等)泄放浪涌,并搭配低损耗肖特基二极管(S-SK54C)实现防反接。

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图7-6 24 V 汽车电源浪涌保护方案(HL60-300 + SM8S36CA + S-SK54C)

7

48V 汽车电源

参数要求:ISO 7637-2 5a/5b 抛负载;IEC 61000-4-5 / GB/T 17626.5 8/20 µs 2 kV;IEC 61000-4-2 等级 4(±30 kV)。

方案要点:SM8S58CA 用于覆盖抛负载测试,LM1K58CLV 用于覆盖 8/20 µs 2 kV 浪涌,配合肖特基防反接与 PPTC 过流保护,电路结构简洁、成本较低。

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图7-7 48 V 汽车电源浪涌保护方案(HL60-375 + SM8S58CA / LM1K58CLV + SS510C)

8

按接口分档·结电容与共模电感选型口径汇总

接口

速率/ 场景

结电容档位

共模/ 滤波配置

雷卯在售料号

车载以太网

100 Mbps / 1 Gbps

3 pF 档

端口共模扼流圈

PESD2ETH100-T + LDW43T-513T

CAN FD

2~5 Mbps

5 pF 档

总线共模扼流圈

SMC24LVQ / SMC27LVQ + LDW43T-513T

CAN(经典)

≤1 Mbps

25~50 pF 档

可加共模扼流圈

SMC24 / SD24C(浪涌加 P0300SC)

FlexRay

10 Mbps

5 pF 档

共模扼流圈(可选)

SMC24LV

LIN

≤20 kbps

15 pF 档

—

PESD1LIN

车载电源12/24/48 V

直流

不追求低容,按抛负载能量

PPTC + 电感退耦

SM8S24CA / SM8S36CA / SM8S58CA 等

9

推荐料号总表

按接口分组,同一型号跨接口复用时保留各行(典型应用不同)。参数以在售规格为准。

接口

典型应用

推荐型号

关键参数

封装

车载以太网

100/1000BASE-T1 总线 ESD

PESD2ETH100-T

24V 双向 / 3pF / 2ch / ±30kV

SOT-23

车载以太网

端口共模扼流圈

LDW43T-513T

51µH / 2800Ω / 4.5×3.2×2.6mm

SMD

CAN FD

总线ESD 滤波(24V 档)

SMC24LVQ

24V 双向 / 5pF / 4A / 2ch / ±30kV

SOT-23

CAN FD

总线ESD 滤波(27V 档)

SMC27LVQ

27V 双向 / 5pF / 3.5A / 2ch / ±30kV

SOT-23 *

CAN FD

总线共模扼流圈

LDW43T-513T

51µH / 2800Ω / 4.5×3.2×2.6mm

SMD

CAN

经典CAN 总线 ESD

SMC24Q

24V 双向 / 25pF / 5A / 2ch / ±30kV / AEC-Q101

SOT-23

CAN

单通道CAN ESD

SD24CQ

24V 双向 / 50pF / 12A / 1ch / ±30kV

SOD-323

CAN

CAN 接口浪涌

P0300SC

TSS / 25V / 80pF / 10/700µs 6kV

SMB / DO-214AA

FlexRay

FlexRay 总线 ESD

SMC24LVQ

24V 双向 / 5pF / 5A / 2ch / ±30kV

SOT-23

LIN

LIN 总线 ESD

PESD1LIN

15V 双向 / 15pF / 5A / 1ch / ±23kV

SOD-323

12V 汽车电源

抛负载钳位(双向)

SM8S24CA

24V 双向 / 87V@0.5Ω 200ms / 170A

DO-218AB

12V 汽车电源

抛负载钳位(经济型)

5KP24CA

24V 双向 / 87V@0.5Ω 100ms / 131A

R6

12V 汽车电源

防反接

S-SK54C

肖特基/ VRRM 40V / 5A / VF 0.55V

DO-214AB / SMC

12V 汽车电源

过流保护

HL30-300

PPTC / 30V / 3A / 0.025Ω

插件

24V 汽车电源

抛负载钳位(双向)

SM8S36CA

36V 双向 / 174V@2Ω 350ms / 114A

DO-218AB

24V 汽车电源

大能量抛负载

15KP33CA

33V 双向 / 202V@8Ω 350ms / 276A

R6

24V 汽车电源

5B 测试档

5.0SMDJ36CA

36V 双向 / 87V@3Ω 200ms / 86A

DO-214AB / SMC

24V 汽车电源

防反接

S-SK54C

肖特基/ VRRM 40V / 5A / VF 0.44V

DO-214AB / SMC

24V 汽车电源

过流保护

HL60-300

PPTC / 60V / 3A / 0.08Ω

插件

48V 汽车电源

ISO 7637-2 5a/5b 钳位

SM8S58CA

58V 双向 / 174V@3Ω / 70A

DO-218AB

48V 汽车电源

8/20µs 2kV 浪涌

LM1K58CLV

58V 双向 / Vpp 2kV

SMC

48V 汽车电源

防反接

SS510C

肖特基/ 100V / 5A

SMB *

48V 汽车电源

过流保护

HL60-375

PPTC / 60V / 3.75A

DIP

八、选型支持

若CISPR 25:2021 合规的滤波与防护方案仍需确认,可提供零件类型、接口与速率、工作电压及车规要求,雷卯将据此给出 EMI 电感 + TVS/ESD + GDT 的组合选型与布板建议,在元件级一次做对,避免装车前返工与审厂退回。