在游戏机主板的 EMC 测试中，谐波电流（依据 IEC 61000-3-2 标准） 是关键指标之一，而功率因数校正（PFC）电路是影响该指标的核心部分。以下从测试要点、问题分析及 PFC 电路升级方案三方面展开说明：
一、谐波电流测试（IEC 61000-3-2）要点IEC 61000-3-2 针对输入电流≤16A 的设备规定了谐波电流限值，游戏机主板需满足其 Class A（平衡三相设备或除 Class B/C/D 外的单相设备）要求，测试核心包括：
测试频段与限值：
关注 3~40 次谐波（对应频率 150Hz~2kHz，基波 50Hz 时），不同次数谐波有明确限值（如 3 次谐波限值≤2.3A，5 次≤1.14A 等，具体需根据设备功率等级确定）。
测试条件：
需在设备额定负载、典型工作模式下测试，电压波动（±10%）、功率因数（PF）等参数会影响结果。
常见问题：
游戏机主板若采用无 PFC 的传统整流滤波电路（如二极管整流 + 大电容滤波），输入电流呈脉冲状，会产生大量低次谐波（3 次、5 次为主），易超标。
无 PFC 电路：
传统整流电路仅在输入电压峰值附近吸取电流，电流波形畸变严重，谐波含量高，PF 值通常≤0.6。
被动 PFC（PPFC）不足：
部分低端机型采用电感补偿式被动 PFC，虽能提升 PF 至 0.8~0.9，但谐波抑制能力有限，尤其在轻载或动态负载（如游戏画面剧烈变化时）下易超标。
主动 PFC（APFC）参数失配：
若采用主动 PFC 但设计不合理（如电感值偏小、开关频率波动、控制环路不稳定），会导致电流波形跟踪电网电压能力下降，谐波反弹。
针对谐波超标问题，需从 PFC 电路拓扑、参数优化、控制策略三方面升级：
1. 拓扑选择：从被动 PFC 升级为主动 PFC推荐拓扑：Boost 型 APFC（最常用），通过高频开关（通常 100kHz~300kHz）控制电感储能与释放，使输入电流波形跟踪电网电压正弦波，PF 可提升至 0.95 以上，谐波抑制能力显著。
优势：适应宽电压输入（90V~264V AC），动态响应快，适合游戏机负载波动场景（如待机、运行、高负载渲染切换）。
2. 关键参数优化电感设计：
增大电感值（如从 1mH 增至 2~3mH）可降低电流纹波，减少高频谐波；采用低磁损铁氧体磁芯（如 PC40），避免磁饱和导致的波形畸变。
开关管与二极管：
选用低导通损耗的 MOSFET（如 RDS (on)≤10mΩ）和快恢复二极管（反向恢复时间≤50ns），减少开关损耗对电流波形的影响。
滤波电容：
输出端采用低 ESR 电解电容 + 陶瓷电容组合，降低输出电压纹波，避免反馈环路干扰导致的电流畸变。
电流模式控制：
采用平均电流控制或峰值电流控制，使输入电流实时跟踪基准正弦波（与电网电压同相位），提升谐波抑制精度。
动态负载补偿：
加入负载检测电路，在游戏负载突变时（如从待机切换至满负载），快速调整 PFC 占空比，避免电流波形失真。
软开关技术：
引入零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS），降低开关噪声对电流波形的干扰，尤其减少高频谐波（如 13 次以上）。
增加输入滤波器：在 PFC 前端串联共模电感 + X/Y 电容，抑制高频谐波传导至电网。
EMC 仿真验证：通过 Saber 或 PSpice 仿真 PFC 电路的谐波频谱，提前优化参数，减少测试整改次数。
四、升级后的效果谐波指标：3~40 次谐波可满足 IEC 61000-3-2 Class A 限值，尤其低次谐波（3 次、5 次）可降低 50% 以上。
附加价值：功率因数提升至 0.95 以上，降低电网负担；减少主板因谐波干扰导致的死机、画面卡顿等问题，提升游戏稳定性。
通过 PFC 电路升级，既能解决谐波电流超标问题，又能提升游戏机的电源效率与可靠性，是兼顾 EMC 合规与性能的核心方案。
