為保護消費者（zhě）安全以及淨（jìng）化市場，2024年4月25日，《電動自行（háng）車用鋰離子蓄電池（chí）安全技術規範》正式發布，並且明確從2024年（nián）11月1日起將會正式實施，所有的鋰電池和充電器都必須通過3C認證，才可以生產和銷（xiāo）售。

GB43854：鋰電（diàn）池電動車新國標充（chōng）電器“強製性國家標準”

該標準從單（dān）體電池和電池（chí）組兩個層麵規定了（le）鋰電電動車（chē）的安全要求（qiú）和試驗方法，主要考慮了過充電（diàn）、過放電、外（wài）部（bù）短（duǎn）路、熱濫（làn）用等安全要求。對於鋰電池充電器的設（shè）計在滿足多項技術（shù）標準和安全（quán）規範之外，根（gēn）據廠商定製化需求，其（qí）智能化要求也有所提升。

基於新國（guó）標鋰電（diàn）充電器相關標準和規範，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（fā）了一款基於（yú）一（yī）級（jí）半PFC反激AC-DC拓撲的鋰電電（diàn）動車充電器方案，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（fāng）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 裕量≥10 dB

● 低（dī）成本

初級方（fāng）案巧妙使用一級半和合（hé）封（fēng）功率MOSFET技術，次級同樣采樣集（jí）成LDO、恒壓恒（héng）流模塊及可編程功能的智能（néng）管理（lǐ）充電IC，大大減少了外圍（wéi）元件數量以及布線複雜度，整體方案成本和性能具（jù）備明顯優勢

● 保護功能

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

輸入（rù）輸出規格：

● 輸入電壓

180-240V/AC (輸入最（zuì）低電壓165V/AC，

輸入最高電壓264V/AC)

● 輸出規格

60V/3A (輸出最低27V/3A，輸出最高60V/3A)

● 功率（lǜ）因數PF

0.75

● 整機效率

≥88.0 %

方案設計及優勢：

1、鋰電（diàn）充電（diàn）管理模塊設計

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（zhì）能充（chōng）電管理芯片WHA19003F4M7，其內置的恒（héng）壓恒流控（kòng）製模（mó）塊實現了對充（chōng）電器對鋰電池充電（diàn）過程的精準控製以及充電異常行為的提醒和保護功能，從而提高了鋰電池的使用壽命，以及充電過程的（de）可靠性。

充電電壓經由（yóu）輸出端分壓網絡得到的電壓與內置的2.5V電壓（yā）源相比較作為（wéi）輸出電壓控製信號以（yǐ）及係（xì）統反饋信號，充電電流經由采（cǎi）樣（yàng）電阻取得的電壓與控製器內置的50mV電壓源（yuán）作為輸出電流控製信號以及係統（tǒng）反饋信號。

鋰電池充電（diàn）邏輯如下圖2所示，該方案具備開機自檢、修調模式、異常保護等功（gōng）能，且具備明顯的狀態燈和風扇指示功能，符（fú）合新國標充電協（xié）議要求。

圖2：維安新（xīn）國標（biāo）鋰電池充電器次級充電（diàn）邏輯狀態機示意圖

另（lìng）外，次級控製器WHA19003F4M7提供一線通、485等協議接口，可根據客戶需（xū）求（qiú）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，並同時提供充電器開發（fā）平台供客戶使用，平台界麵如圖3。

圖3：維安新國標鋰電池充電器（qì）智能化開發平台界麵示意圖

該平台同時具備鉛酸蓄電池（chí）和（hé）鋰電池兩種充電協議，用戶可根據實際電池充電需求配置充電模式分段式的關鍵參數，生成（chéng）充電管（guǎn）理代（dài）碼，提（tí）高（gāo）了WHA19003F4M7在客戶端的使用靈活性以及（jí）電（diàn）池充電多樣（yàng）化的適配性。

此外，根據如上圖2所（suǒ）示（shì）的鋰電池充電邏輯狀態機示（shì）意圖，為保證充電器使用過程的安（ān）全性和可靠（kào）性，本方案智能（néng）化設置了過溫、過壓、風（fēng）扇（shàn）堵轉等異（yì）常（cháng）狀態（tài）的保（bǎo）護動（dòng）作，詳情如表1所示。

表1：維安新國標鋰電池充電器保護功（gōng）能說明

2、功率模塊方案設計

新國標（biāo）充電器方案（àn）的初級部分采用維（wéi）安自研產（chǎn）品WD1092BAPT作為AC-DC PWM控製器，具備寬壓輸入、低功耗、高效率等特性。

WD1092BAPT內置的650V/0.85Ω 高功率MOSFET作為該部分的高頻開關。充電器輕載或空載工作時，WD1092BAPT處於Burst模式以減小開關損耗，從而降低了待機功耗，提高了輕載效率；工（gōng）作於正常負載模式（shì）時（shí），WD1092BAPT采用（yòng）電流模式（shì）控（kòng）製技術，內置軟驅設計不僅優化EMI特性，也提高了整機效率。

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

圖4：維安新國標鋰電池充電（diàn）器功率（lǜ）級簡化電路

總結（jié）

本方案設計的電動車新國標鋰（lǐ）電充電器支持最大功率180W充（chōng）電，具（jù）有整機效率高、低成本、充電平台定製化、高靈活性（xìng）定製充電需求等優勢。

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