為保護消費者安全以及淨化市場，2024年4月25日，《電動自行車用（yòng）鋰離子蓄電池安全技術規範（fàn）》正式發布，並且明確從2024年（nián）11月1日起將會正式實施（shī），所有的鋰電池和充電（diàn）器（qì）都必須通過3C認證，才可以生產和銷售。

GB43854：鋰電池電（diàn）動車新國標充電器“強製性國家標準”

該標準從單體電池和電池組兩個層麵規定了鋰電電動（dòng）車的安全要（yào）求和（hé）試驗（yàn）方法，主要考慮了過充電、過放電（diàn）、外部（bù）短路、熱濫用等安全要求。對於鋰電池充電器的設計在滿足多（duō）項技術標準和安全（quán）規範之外，根（gēn）據廠商定（dìng）製（zhì）化需求，其智能（néng）化要求也有所提升。

基於新國標（biāo）鋰電充電器相關標準和規範，維安研發人員利（lì）用自（zì）研產品AC-DC控製器WD1092BAPT和可編程（chéng）智能管理充電芯片WHA19003F4M7開（kāi）發了一款基於一級半PFC反激AC-DC拓（tuò）撲的（de）鋰電電動車充電器方案，實物如下圖所示：

圖（tú）1：維安新國標鋰電充電器實物

維（wéi）安新國標鋰電充電器方案特征：

● 整機效率（lǜ）

≥88.0%，包括可控矽和（hé）風機（jī）的功耗

● 高EMI裕量

傳導和輻射騷擾（rǎo） 裕量≥10 dB

● 低成本（běn）

初級方案（àn）巧妙使用一級半（bàn）和合封功率MOSFET技術，次（cì）級同樣（yàng）采樣（yàng）集成（chéng）LDO、恒壓恒流模塊及可編程功能的智（zhì）能管理充電IC，大大減少了外圍元（yuán）件數量以及布線複雜度，整體方案成本（běn）和性能具備明顯優勢

● 保護功能

本方案設置了多種（zhǒng）異常工（gōng）作狀態的（de）檢測和保護功能，次級智能充電管理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（bìng）同時具（jù）有可供客戶定（dìng）製的充電器智能開發平台，整（zhěng）體方案靈活性具有明顯（xiǎn）優勢

輸入輸出規格：

● 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)

● 功率因數（shù）PF

0.75

● 整機效率

≥88.0 %

方案設計及優勢：

1、鋰（lǐ）電充電管理模塊設計

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（yòng）了一款高（gāo）度可編（biān）程數模混合智能充電管理芯片WHA19003F4M7，其內置的恒壓恒（héng）流（liú）控製模（mó）塊實（shí）現了（le）對充電器對鋰電池充電過程的精（jīng）準控製以及（jí）充電異常（cháng）行為的提醒（xǐng）和保護功能，從而提高（gāo）了鋰（lǐ）電池（chí）的使（shǐ）用壽命，以及充電過程的（de）可靠性。

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

鋰電池充（chōng）電邏輯（jí）如（rú）下圖2所示，該方案（àn）具備開機自檢、修調模式（shì）、異常保護等功能，且具（jù）備明顯的狀態燈和風扇指示功能，符（fú）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邏輯狀態機示意圖

另外，次級控製（zhì）器WHA19003F4M7提供一線通、485等協議接口，可（kě）根據客戶需求定製具體化（huà）協議以及關（guān）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平台供（gòng）客戶使用，平台界麵如圖3。

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

該平台同（tóng）時具備鉛酸蓄電池和鋰電池兩種充電協議，用戶可根據實際電池充電需求配（pèi）置充電（diàn）模式分段式的（de）關鍵參數，生成充電管理代碼，提高了WHA19003F4M7在客戶端的（de）使用靈活性以及電（diàn）池充（chōng）電多樣化的適配性。

此外（wài），根據如上圖2所示的鋰電池充電邏輯狀態機示意圖（tú），為保證充電器使用過程的安全性和可靠性，本方案（àn）智能化設置了過溫、過壓、風扇堵轉等異常狀態的保護（hù）動作，詳情（qíng）如表1所示。

表1：維安新國標鋰電池充電器保護（hù）功能說明

2、功率模塊方案設計

新國標充電器方案的初級部分采用維安自研（yán）產品WD1092BAPT作為AC-DC PWM控製器，具備寬壓輸（shū）入（rù）、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（guān）損耗，從而降低了待機功耗，提高了輕載效率；工作於（yú）正常（cháng）負載模式時，WD1092BAPT采用電流模式（shì）控製技術（shù），內（nèi）置軟驅設計不僅優化EMI特性，也提高了整機效率。

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

圖4：維安新國標鋰電池充電器功率級簡化電（diàn）路

總結

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

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