為保護消費者安全以（yǐ）及（jí）淨化市場，2024年（nián）4月（yuè）25日，《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術（shù）規範》正式發布，並且明確從2024年（nián）11月1日起將會正式實施，所有的（de）鋰電池和（hé）充電器都必須通（tōng）過3C認（rèn）證，才可以生產和銷售（shòu）。

GB43854：鋰電池電動車新國標充電（diàn）器“強製性國家（jiā）標準”

該標準從單體電池和電池組兩個層麵規定了鋰電電動車的（de）安全要（yào）求和試驗方法，主要考慮了過充電、過放電、外部短路（lù）、熱濫用等（děng）安全要求。對於鋰電池充電器的設計在滿足多項（xiàng）技術標準（zhǔn）和安全規範之（zhī）外，根（gēn）據廠商定製（zhì）化需求（qiú），其智能化要求也有所提（tí）升。

基於新國標鋰電充電器相關標準和規範，維安（ān）研發（fā）人員利用自研產（chǎn）品AC-DC控製器WD1092BAPT和可編程智能管理充電（diàn）芯片WHA19003F4M7開發了一款基於一級（jí）半PFC反激AC-DC拓撲的鋰電電（diàn）動車（chē）充電器方案，實（shí）物如下圖所（suǒ）示：

圖1：維安新國標鋰電（diàn）充電器實物

維安新國標鋰電充電（diàn）器方案特征：

● 整機效率

≥88.0%，包括（kuò）可控矽和風機的功耗

● 高EMI裕量

傳導和輻射騷擾 裕量≥10 dB

● 低成本

初級方案巧妙使用一級半和合封功（gōng）率MOSFET技術，次級同樣采樣集成LDO、恒壓恒流模塊及（jí）可編程功能（néng）的智能管理充電IC，大大減少了外圍元件數量以（yǐ）及布線複雜（zá）度，整（zhěng）體方案成本和性（xìng）能具備明顯優勢

● 保（bǎo）護功能

本方案（àn）設置了多種（zhǒng）異（yì）常工作狀（zhuàng）態的檢測和保護功能，次（cì）級智（zhì）能充（chōng）電管（guǎn）理IC具備過溫、過壓、風扇堵轉這幾種異常狀態的指（zhǐ）示（shì）功能（néng）和保護功能，並同時具有可供客戶定製的充電器智能開發平台，整體（tǐ）方案靈（líng）活性具有（yǒu）明（míng）顯（xiǎn）優（yōu）勢

輸入輸出規格：

● 輸入電壓（yā）

180-240V/AC (輸入最低電壓165V/AC，

輸入最高電壓264V/AC)

● 輸出規格

60V/3A (輸出（chū）最低27V/3A，輸出最高60V/3A)

● 功率因數PF

0.75

● 整機效率

≥88.0 %

方案設計及優勢：

1、鋰電充電管理（lǐ）模塊設計

為滿足新國標充電器強製性“通訊協議”充電這一要求，本方案的次級控製器采用了一款高度可編程數模混合智能充電管理芯片WHA19003F4M7，其內置的恒壓恒流控製模塊實現（xiàn）了對充電（diàn）器對鋰電池充電過程的精準控製以及充電異常行為的提醒和（hé）保護功能，從而提高了鋰電池的使用壽命，以及充電過程的可（kě）靠性。

充電電壓經由（yóu）輸出端分（fèn）壓網（wǎng）絡得到的電壓與內置的（de）2.5V電壓（yā）源相（xiàng）比較作為輸出電壓控製信號以及係統反饋信號，充電電流經由采樣電阻取得的電壓與控製器（qì）內置（zhì）的50mV電壓源（yuán）作為輸出電流控製信號以及係統反饋（kuì）信號。

鋰電池充電邏輯（jí）如下圖2所示，該（gāi）方（fāng）案具備開機自（zì）檢（jiǎn）、修調模式、異常保護等功能，且具備明顯的狀態燈和風（fēng）扇（shàn）指示功能，符合新國標充電協議要求。

圖2：維安新國標鋰電池充電器次級充電（diàn）邏輯狀態機示意圖

另（lìng）外，次級控製（zhì）器（qì）WHA19003F4M7提（tí）供一線通（tōng）、485等協（xié）議接口，可根據客戶需求定（dìng）製具體化協議（yì）以及關鍵參數修調（diào）功能，輸出電壓精度在50mV以內，並（bìng）同時提供充電器開發平台供客戶使用，平台界麵如圖3。

圖3：維安新（xīn）國標鋰電池充電（diàn）器智能化開發平台（tái）界麵示意圖（tú）

該（gāi）平（píng）台同時具備鉛酸蓄電池和鋰電池兩種充電協議，用戶可根據實（shí）際電池充電需求配置充電模式分段式的（de）關鍵參數，生成（chéng）充電管理代碼，提高了WHA19003F4M7在客戶端的使用靈（líng）活性（xìng）以及電池充電多樣化（huà）的適配（pèi）性。

此外，根據如上圖2所（suǒ）示的鋰電（diàn）池充電邏輯狀（zhuàng）態機示意圖，為保證充電器使用過程的安全性和可靠性（xìng），本方案（àn）智能化設（shè）置了（le）過溫、過壓、風扇堵轉等異常狀態的保護動作，詳情如表1所示（shì）。

表1：維安新國標鋰電池充電器保護功能說明

2、功率模塊方案（àn）設計（jì）

新國標充（chōng）電器方案的初級部分采用維安自研產品WD1092BAPT作為AC-DC PWM控製器（qì），具備（bèi）寬壓輸入、低（dī）功耗、高效率等特性。

WD1092BAPT內置的650V/0.85Ω 高功率MOSFET作（zuò）為該部分的（de）高頻開關。充電器輕載或空載工作時，WD1092BAPT處於Burst模式以減小開（kāi）關損耗，從而降低了待機功耗，提高了（le）輕載效率；工作於正常（cháng）負載模式時（shí），WD1092BAPT采用電流模式控製技（jì）術，內置軟驅（qū）設計不僅優化EMI特性（xìng），也提高（gāo）了（le）整機效率。

WD1092BAPT同時具備過流（liú）保護（OCP）、過載保護（OLP）、過溫（wēn）保護（OTP）、過壓保護（OVP）等功（gōng）能，大大提高了整（zhěng）機的可靠性（xìng）。

圖4：維安新國標鋰電池充電器功率級簡化電路

總結

本方案（àn）設計的電（diàn）動車新國標鋰電充電器支持最大功率（lǜ）180W充電，具有整機效率高、低成本、充電平台定製化、高靈活（huó）性定（dìng）製充（chōng）電需求等（děng）優（yōu）勢。

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