锂电池电动车新国标规范下，维安充电器方案亮点有哪些？

Release time：2024-12-02
author：AMEYA360
source：维安
reading：250

　　为保护消费者安全以及净化市场，2024年4月25日，《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》正式发布，并且明确从2024年11月1日起将会正式实施，所有的锂电池和充电器都必须通过3C认证，才可以生产和销售。

　　GB43854

　　锂电池电动车新国标充电器“强制性国家标准”

　　该标准从单体电池和电池组两个层面规定了锂电电动车的安全要求和试验方法，主要考虑了过充电、过放电、外部短路、热滥用等安全要求。对于锂电池充电器的设计在满足多项技术标准和安全规范之外，根据厂商定制化需求，其智能化要求也有所提升。

　　基于新国标锂电充电器相关标准和规范，维安研发人员利用自研产品AC-DC控制器WD1092BAPT和可编程智能管理充电芯片WHA19003F4M7开发了一款基于一级半PFC反激AC-DC拓扑的锂电电动车充电器方案，实物如下图所示：

锂电池电动车新国标规范下，维安充电器方案亮点有哪些？

　　特征：

　　维安新国标锂电充电器方案

　　整机效率

　　≥88.0%，包括可控硅和风机的功耗

　　高EMI裕量

　　传导和辐射骚扰 裕量≥10 dB

　　低成本

　　初级方案巧妙使用一级半和合封功率

　　MOSFET技术，次级同样采样集成LDO、

　　恒压恒流模块及可编程功能的智能管理

　　充电IC，大大减少了外围元件数量以及

　　布线复杂度，整体方案成本和性能具备

　　明显优势

　　保护功能

　　本方案设置了多种异常工作状态的检测

　　和保护功能，次级智能充电管理IC具备

　　过温、过压、风扇堵转这几种异常状态

　　的指示功能和保护功能，并同时具有可

　　供客户定制的充电器智能开发平台，整

　　体方案灵活性具有明显优势

　　输入输出规格

　　输入电压

　　180-240V/AC (输入最低电压165V/AC，

　　输入最高电压264V/AC)

　　输出规格

　　60V/3A (输出最低27V/3A，输出最高60V/3A)

　　功率因数PF

　　0.75

　　整机效率

　　≥88.0 %

　　方案设计及优势

　　1

　　锂电充电管理模块设计

　　为满足新国标充电器强制性“通讯协议”充电这一要求，本方案的次级控制器采用了一款高度可编程数模混合智能充电管理芯片WHA19003F4M7，其内置的恒压恒流控制模块实现了对充电器对锂电池充电过程的精准控制以及充电异常行为的提醒和保护功能，从而提高了锂电池的使用寿命，以及充电过程的可靠性。

　　充电电压经由输出端分压网络得到的电压与内置的2.5V电压源相比较作为输出电压控制信号以及系统反馈信号，充电电流经由采样电阻取得的电压与控制器内置的50mV电压源作为输出电流控制信号以及系统反馈信号。

　　锂电池充电逻辑如下图2所示，该方案具备开机自检、修调模式、异常保护等功能，且具备明显的状态灯和风扇指示功能，符合新国标充电协议要求。

锂电池电动车新国标规范下，维安充电器方案亮点有哪些？

　　另外，次级控制器WHA19003F4M7提供一线通、485等协议接口，可根据客户需求定制具体化协议以及关键参数修调功能，输出电压精度在50mV以内，并同时提供充电器开发平台供客户使用，平台界面如图3。

锂电池电动车新国标规范下，维安充电器方案亮点有哪些？

　　智能化开发平台界面示意图

　　该平台同时具备铅酸蓄电池和锂电池两种充电协议，用户可根据实际电池充电需求配置充电模式分段式的关键参数，生成充电管理代码，提高了WHA19003F4M7在客户端的使用灵活性以及电池充电多样化的适配性。

　　此外，根据如上图2所示的锂电池充电逻辑状态机示意图，为保证充电器使用过程的安全性和可靠性，本方案智能化设置了过温、过压、风扇堵转等异常状态的保护动作，详情如表1所示。

锂电池电动车新国标规范下，维安充电器方案亮点有哪些？

　　功率模块方案设计

　　新国标充电器方案的初级部分采用维安自研产品WD1092BAPT作为AC-DC PWM控制器，具备宽压输入、低功耗、高效率等特性。

　　WD1092BAPT内置的650V/0.85Ω 高功率MOSFET作为该部分的高频开关。充电器轻载或空载工作时，WD1092BAPT处于Burst模式以减小开关损耗，从而降低了待机功耗，提高了轻载效率;工作于正常负载模式时，WD1092BAPT采用电流模式控制技术，内置软驱设计不仅优化EMI特性，也提高了整机效率。

　　WD1092BAPT同时具备过流保护(OCP)、过载保护(OLP)、过温保护(OTP)、过压保护(OVP)等功能，大大提高了整机的可靠性。

锂电池电动车新国标规范下，维安充电器方案亮点有哪些？

　　总结

　　本方案设计的电动车新国标锂电充电器支持最大功率180W充电，具有整机效率高、低成本、充电平台定制化、高灵活性定制充电需求等优势。

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维安可控硅：电力控制的一部分
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维安可控硅：电力控制的一部分

　　在《丰富规格，灵活封装：维安可控硅满足您的多种需求》一文中，我们分享了维安可控硅的类型及应用场景。本文将承接上篇持续拓展，对维安可控硅的产品性能，进一步剖析其在多元应用场景中所呈现的突出效能与卓越特质。　　维安可控硅产品汲取维安防浪涌器件的高浪涌，高可靠性设计经验，在功能性参数维持一致的前提下表现出更优秀的可靠性和稳定性。相同版面下器件8-20浪涌能力，要优于友商。且产品能过严苛的AC/PCT环境实验，适用于对浪涌有需求、高温、高湿的应用环境。　　对比行业内常用品牌，维安浪涌能力在市场具有竞争力。　　维安可控硅产品通过的可靠性高：　　可控硅广泛应用于可控整流、逆变、变频、调压、调温、无触点开关等领域。　　家用电器：　　典型应用一　　调光灯、调速风扇、空调机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光控电路、定时控制器、燃气点火器、玩具装置、电动工具等都大量使用了可控硅器件。　　1、维安可控硅在家用电器领域　　工业控制：　　典型应用二　　在工业自动化领域，可控硅用于电动机控制、温度控制、电炉控制、焊接控制等。　　电机驱动、温度控制、电源调节、电气加热、电热水器等场景中广泛使用，可控硅作为核心控制元件，实现精确的电机调速和温度控制等。　　2、维安可控硅在工业控制领域　　应用案例　　图2：维安可控硅在电加热器的应用　　可控硅按其工作原理和结构特点可分为?　　单向可控硅　　只能在一个方向导通电流，常用于整流和直流调压电路。　　双向可控硅　　可以在两个方向导通电流，适用于交流调压和交流开关电路。　　维安单向可控硅产品　　1、门极灵敏型单向可控硅　　维安双向可控硅产品　　1、三象限双向可控硅　　2、四象限双向可控硅　　未来维安将持续深耕产品研发，不断优化产品性能，通过完善的质量管理体系和卓越的客户服务标准，赋能终端用户，持续提升产品竞争力，为市场带来更多优质的产品选择。
2024-12-06 09:35 reading：308
维安 SiCMOS：高压化与大电流化趋势下的前沿探索
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维安 SiCMOS：高压化与大电流化趋势下的前沿探索

　　在半导体领域的核心前沿阵地，碳化硅(SiC)技术凭借其卓越非凡的性能表现与巨大的发展潜力，已然成为推动整个行业阔步向前的关键驱动力。SiC是第三代半导体产业发展的重要基础材料，其具有耐高压、耐高频与耐高温等多方面的优势。　　维安拥有行业前沿的SiC创新技术，目前SiCMOS产品电压涵盖650V~1700V，电阻涵盖10mΩ~720mΩ，并且有TO-247、TO-247-4L(ISO)、TOLL、TO-263-7L等封装来满足不同的应用需求。同时维安也在积极升级、研发更多的 SiC 产品以顺应高压化、大电流化发展趋势。　　图1：WAYON SiCMOS 产品Roadmap　　图2：WAYON SiCMOS 封装示意图　　应用领域　　直流充电桩　　直流充电桩中电源模块是其核心部件，采用SiC 基功率器件可有效减少芯片数量并降低系统成本，同时实现更高开关频率、更高功率密度以及超小体积的目标。　　维安目前在1200V平台新开发的产品WSCM018R120T2C，在18V驱动电压下，Rdson仅为18mΩ，适用于60KW的充电桩模块，可减少SiC器件的并联数量，降低开发难度。　　光伏逆变器与储能　　光储逆变器往大功率方向发展，SiC是提升效能的不二之选。其应用于光伏逆变器，功率更大、效率更高、体积更小、成本更低，以及组串式逆变器配置灵活、易于安装。在1100 V的直流系统中通常使用1200V和650V开关，当电压等级提升到1500V，则需要1700V SiC MOSFET开关。　　目前维安也已在1700V平台上新开发了45 mΩ与80 mΩ的产品，以满足光伏逆变器相关的应用需求。　　新能源汽车　　目前市售电动车电压平台正从400V向800V及以上的高电压发展，而高压系统中，SiC MOSFET的性能优于Si IGBT。SiCMOS主要应用于OBC、空调压缩机等场景，采用SiC器件可实现更高开关频率、更小体积、更低损耗与更低系统成本。　　未来趋势　　SiC 技术在不断地升级迭代，这将进一步提高其成品率与可靠性，使得SiC器件价格降低，并拥有更加强劲的市场竞争力。SiC器件在汽车、通讯、电网、交通等多个领域蓬勃发展，产品市场将更加宽广，成为半导体产业的新风口。　　总之， SiC 器件具有广阔的市场前景和应用价值，维安将为SiC技术的发展全力以赴，推出性能更加杰出的产品!
2024-11-19 16:18 reading：260
电源的优选 | 维安VDMOS：高通用性与耐用性
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电源的优选 | 维安VDMOS：高通用性与耐用性

　　VDMOSFET全称垂直型双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，它具有高输入阻抗，开关速度快，热稳定性好等优点，同时具有正温度系数和良好的电流自调节能力。　　维安VDMOS的产品优势及特点　　在VDMOSFET的设计中，维安重点优化耐压和导通电阻的矛盾，提高耐压并兼顾低导通电阻;同时降低Qg及开关损耗。维安VDMOSFET通过优化设计提高雪崩耐量、拓宽安全工作区进而提高通用性和耐用性。针对工业控制等高可靠应用场景，维安开发高质量的氮化硅钝化层工艺，显著提高器件的可靠性。　　图一 晶圆结构图　　图二 晶圆钝化提高可靠性　　依托维安成熟的电源及工业控制客户群，维安开发了200V-1500V的VDMOSFET产品，电流涵盖2A~40A，封装涵盖TO-251，TO-252，TO-262，TO-220/F，TO-247，TO-3PF等;　　图三 维安VDMOS Roadmap　　图四 维安VDMOS 量产规格　　图五 维安VDMOS 封装　　VDMOS被广泛应用于适配器、LED驱动电源、TV电源、工业控制、电机调速、音频放大、高频振荡器、不间断电源、节能灯、逆变器等各个领域。　　图六 VDMOS 应用行业　　维安VDMOS典型应用　　1、适配器(开关电源)的应用　　2、高速风筒(BLDC驱动)的应用　　功率半导体作为电力系统的重要组成部分，是提升能源效率的决定性因素之一。未来维安会结合客户应用开发更多的VDMOS新规格、新封装;比如高压300V，400V快恢复系列等规格。为客户提供更多选择，以在高性能效率转换、高可靠应用场合实现效率、功率密度和可靠性的最佳组合。
2024-10-10 13:04 reading：667
维安熔断器：当机立断，储能应用的安全管家
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维安熔断器：当机立断，储能应用的安全管家

　　随着储能技术的飞速发展和成本的持续下降，规模化的储能应用成为不可阻挡的趋势。储能柜容量的增大和能量密度的提升，系统集成度越来越高，对其安全性的要求愈加严格。如何确保储能系统在复杂环境下的稳定运行，成为当前行业的重大挑战。　　储能系统中，电池模组(Pack)、电池簇(Cluster)、高压盒(HV Box)、汇流柜(BCP)、变流器(PCS)等电气设备是核心组成部分。这些设备在运行过程中容易受到过电流或短路等异常情况的影响，导致设备损坏，甚至引发火灾等严重事故。　　熔断器作为一种关键的电路保护装置，当电流超过额定值时，能够快速切断电路，避免故障进一步扩大。　　维安作为电路保护领域的专家，在新能源领域深耕多年，凭借丰富的经验与技术，提供适用于多种储能场景的熔断器产品。　　图1：集装箱储能结构　　图2：工商业储能结构　　维安熔断器产品涵盖250V、500V、1000V、1500V等不同电压段的七大系列，满足多种储能系统的用电保护需求。所有熔断器均为自主研发，依托多条自动化生产线制造，通过了UL、TUV、CE、CCC等国际权威认证，符合欧洲、北美等地的严格标准，充分保障储能系统的安全性。　　图3：产品实物图　　维安不仅专注于产品的硬件研发，在仿真模拟设计方面有着扎实的技术基础。维安利用先进的仿真工具进行产品设计，通过精确的电流、电压及温度模拟，确保熔断器在各种复杂应用场景下发挥最佳性能。数字化的设计方法大幅缩短产品开发周期，提高了设计的精确性，能够根据储能系统的具体需求，进行快速调整和优化。　　图4：模拟熔体布局对产品温升的影响　　多场景熔断器匹配，全面保护储能系统　　储能系统的安全运行，离不开多级电气保护设备之间的相互协调。例如，在高压盒与电池模组之间，或熔断器与继电器之间，都需要合理匹配不同类型的熔断器，以确保系统的稳定性。　　维安不仅提供多样化的熔断器产品，还能够根据客户的具体需求，提供定制化的应用匹配方案，保证上级与下级熔断器在各类复杂场景中的有效联动，比如250VPack保护+1500V高压盒保护、500VPack保护+1500V高压盒保护、1000VPack保护+1500V高压盒保护、1500VPack保护+1500V高压盒保护等方案。通过这种多层次、多场景的熔断器匹配方案，不仅确保了储能系统各个环节的安全性，还能最大限度地提升系统的整体可靠性，减少设备损坏的风险，延长系统的使用寿命。　　　维安熔断器的优势与技术特点　　维安熔断器的高性能与高可靠性来源于对熔体设计的精益求精、严谨的生产工艺控制以及对温升与功耗平衡的深入研究。以下是主要优势：　　1、高效的设计开发能力　　维安配备了高性能计算服务器，支持产品与解决方案的模拟设计与仿真，能够快速响应客户的不同需求，并提供优化的电气保护方案。　　2、完备的自动化生产线　　维安拥有多条自动化生产线，通过高度自动化的制造工艺，不仅大幅提升了生产效率，还确保了产品的一致性和高合格率，为客户提供更稳定的产品。　　3、严格的可靠性测试体系　　维安设立了完善的熔断器综合实验室，配备多种环境可靠性测试设备及电流冲击综合测试系统，确保产品在各种应用场景下都能达到高标准的性能要求。      产品信息：
2024-10-08 14:35 reading：524
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