為保護消費者安全以（yǐ）及淨化市場，2024年4月25日，《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規範》正式發布，並且明確（què）從2024年（nián）11月1日起將會正（zhèng）式（shì）實施，所有（yǒu）的鋰電（diàn）池和充電器都必須通過3C認證，才可（kě）以生（shēng）產和（hé）銷售。

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

該標準從單體電池和（hé）電池組兩個層麵規定了鋰電電動車的安全要求和試驗方法，主要考慮了過充電、過放電、外部短路、熱濫用（yòng）等安全要求。對於鋰（lǐ）電池充電器的設計在滿足多項技術標準和安全規範（fàn）之外，根據廠商定製化需求，其智能化要（yào）求也有所提升。

基於新國標鋰電（diàn）充電（diàn）器相關標準和規範，維安研發人員利用自研產品AC-DC控製器WD1092BAPT和可編程智能管理充電芯片WHA19003F4M7開發了一款基於一級半PFC反激AC-DC拓（tuò）撲的（de）鋰電電動車（chē）充電器方（fāng）案，實物如下圖所示：

圖1：維安新國標鋰電充電器實物

維安新國標鋰電充電器方案特征：

● 整機效率

≥88.0%，包括可控矽和風機的功耗

● 高EMI裕量

傳導和輻射騷擾（rǎo） 裕量≥10 dB

● 低成本

初級方案巧妙使用一級半和合封功率MOSFET技術，次級同樣采樣集成LDO、恒壓恒流模塊及（jí）可（kě）編程（chéng）功能的智能管理充電IC，大大減少了外圍元件數量以及布線（xiàn）複雜度，整體（tǐ）方案成本和性（xìng）能具備明顯優勢

● 保護功能

本方案設置了多種異常工作狀態（tài）的檢測和（hé）保護功（gōng）能（néng），次級智（zhì）能充電管理IC具備（bèi）過溫、過壓、風扇堵轉這幾種異常狀態的指示功能和保護（hù）功能，並同時具有可供客戶定製的充電器智能開發平台，整體方案靈活性具有明顯優勢

輸入輸出規格：

● 輸入電壓（yā）

180-240V/AC (輸入（rù）最低電壓165V/AC，

輸入（rù）最高電壓264V/AC)

● 輸出（chū）規格

60V/3A (輸出最低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、鋰電充電管理模塊設計

為滿足新國標充電器強（qiáng）製性“通訊協議”充電這一要（yào）求，本（běn）方（fāng）案的次（cì）級（jí）控製（zhì）器采用了一款高度可編程數模（mó）混合智能充電管理（lǐ）芯（xīn）片WHA19003F4M7，其內置的（de）恒壓恒流控製模塊實現了對充電（diàn）器對鋰電池（chí）充電過程的精準控製以及充電（diàn）異常行為的提醒和保護功能，從而提高了（le）鋰電池的使用壽命，以及充電過程的可靠性。

充電電壓經由輸出端分壓（yā）網絡得（dé）到的電壓與內置的2.5V電壓源相比較作為輸出（chū）電壓（yā）控製（zhì）信號以及（jí）係統反饋信號（hào），充電電流經由采樣電阻取得的（de）電壓與控製器內置的50mV電壓源作為輸（shū）出電流控製信（xìn）號（hào）以及係統反饋信（xìn）號。

鋰電池充電邏輯如下圖2所示，該（gāi）方案具備開機自檢、修調模式、異常保（bǎo）護等功能，且具備明顯的狀態燈和風扇指示功能，符合新國標充電協（xié）議（yì）要求。

圖2：維安新國標鋰電池充電器次級充電邏輯狀態機示意圖（tú）

另外，次級控製器WHA19003F4M7提供（gòng）一線通、485等協議接口，可根據客戶需求定製具體化（huà）協議以及關鍵參數修調功能，輸出電壓精度在50mV以內（nèi），並同時提供充（chōng）電（diàn）器（qì）開發平台供客戶（hù）使用，平台界麵如圖3。

圖3：維安新國標鋰電池充（chōng）電器智能化開發平台界（jiè）麵（miàn）示意圖

該平（píng）台同（tóng）時具備鉛（qiān）酸（suān）蓄電池和鋰（lǐ）電池兩種充電協議，用戶可根據實際電池（chí）充電需（xū）求配置充電模式分段式的關鍵參數，生（shēng）成充電（diàn）管理代碼，提高（gāo）了WHA19003F4M7在客戶端的使用靈活性以及電池充電多樣化的適配性。

此外，根據如上圖2所示的鋰電池充（chōng）電（diàn）邏輯（jí）狀態機（jī）示意圖，為保證充（chōng）電器使用過程的安（ān）全性和可（kě）靠（kào）性，本方案（àn）智能化（huà）設置了（le）過溫（wēn）、過壓、風扇堵轉等（děng）異（yì）常（cháng）狀態的保護動作，詳情如（rú）表1所示。

表1：維安新國標鋰電池充電器保護功能說明

2、功率（lǜ）模塊方案設計

新國（guó）標充電器方案的初級部（bù）分采用維安自研產品WD1092BAPT作為AC-DC PWM控（kòng）製器，具備寬壓輸入、低功耗、高效率等特性。

WD1092BAPT內（nèi）置的650V/0.85Ω 高功率MOSFET作為該部分的高頻開關（guān）。充電器輕載或空載工作時，WD1092BAPT處於Burst模式以減小開關損耗，從而降低了待機（jī）功耗，提高（gāo）了（le）輕（qīng）載效率；工作於正常負載模式時，WD1092BAPT采（cǎi）用電流模式控製技術，內置軟驅設計不僅優化EMI特性，也提高了（le）整機效率。

WD1092BAPT同時具備過流保護（OCP）、過載保護（OLP）、過溫保護（OTP）、過壓保護（OVP）等功能，大大提高了（le）整機的可靠（kào）性。

圖（tú）4：維安新國標鋰電池充電器功（gōng）率級簡化電路

總結

本方案設計的電動車新國標鋰電充（chōng）電器支持最（zuì）大功率（lǜ）180W充電，具有整機效率高、低成本、充電平台定製化、高靈活性定製充電需求（qiú）等優勢。

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