泰高技术引领新国标锂电池充电器的设计与输出，产品覆盖84到350W
在5月15日，充电头网举办了2024电动自行车新国标充电器技术线上研讨会，旨在探讨实施的众多新标准对电动自行车充电器行业的影响、技术创新及市场趋势。
在本次研讨会中，泰高技术的代表Tino Pan为我们阐述泰高技术如何将氮化镓器件巧妙融入锂电池充电器的全套解决方案，并探讨如何通过这一创新技术提升锂电池充电的安全性。
Tino Pan在锂电池产品应用开发的领域，已深耕超过二十年，对于多节锂电池管理、电池电量计量及大功率锂电池充电器设计等关键技术有着深入的理解与实践经验。
在当前的电动自行车市场中，有铅酸电池与锂电池两种，其中锂电池因高能量密度和长循环寿命而成为主流选择之一。这些锂电池主要分为三大类：方型电池、软包电池和圆柱电池。值得注意的是，电池Pack厂通常根据铅酸电池的电压等级来划分多串锂电池组。
具体而言，24V 的铅酸电池对应于 7 至 8 串的锂电池组合，36V 的铅酸电池对应于 10 至 12 串的锂电池组合，48V 的铅酸电池对应于 13 至 16 串的锂电池组合，60V 的铅酸电池对应于 17 至 20 串的锂电池组合，而 72V 的铅酸电池则对应于 20 至 24 串的锂电池组合。
在国标 GB17761 电动自行车安全技术规范的背景下, 该规范明确规定，电动自行车使用的电池最大输出电压不得超过 60V。因此，48V 电池作为符合新国标要求的关键产品，其电池充电器的准确性和安全性显得尤为重要。
锂电池管理乃是一门相当专业的学术领域，其核心在于对锂电池这一敏感组件的精细调控与分析。 我们将从电池内阻与容量的视角，深入简出地去说明。首先，从图面可以审视电池从满充电到完全放电的历程，特别关注不同工作温度下电池内部的微妙变化。实验数据显示，当电池放电深度在约 50%，其内阻即呈现出显著差异。尤其在 0 度与50 度的温度区间内，电池阻抗的差异可高达三倍之多。因此，电池内阻的阻抗特性，在极大程度上受到温度、电荷状态以及老化程度的影响。
经过实验分析，在相同室温条件下，对同一枚锂电池进行了 100 次充放电循环测试。从左边数据显示，随着充放电次数的累积， 电池容量呈现下降趋势，具体表现为容量减少了 3% 到 5% 。这一现象明确指向随着使用次数的增多，电池内阻逐渐增大导致电池容量减少。此外，从右侧的图表中可以观察到，在经历了 100 次充放电循环后， 电池的交流阻抗值几乎翻倍。这一结果更进一步证实了电池性能随充放电次数增加而退化的规律。
在设计多颗电池级联系统时，必须认识到由于电池内阻的差异，导致各个电池的电压表现将不尽相同。因此，为了确保电池组的稳定性和性能，锂电池保护板上必须集成电池平衡机制。
电池组失衡，特指电池组内各电池在充放电过程中，电压不一致的现象，其后果包括但不限于：
1.电池组整体运行时间缩短；- 充电或放电过程提前终止，影响能量利用效率；
2.电池组循环寿命显著降低；- 电池因电压超出或低于安全限制而承受额外压力。
电池平衡机制的作用在于，通过调整电池间的电压差异，确保各电池在相近的时间内达到满电状态，从而：
1.最大化电池组的运行时间；
2.避免因过度充电对性能较弱的电池造成损害；
3. 有效延长电池组的整体使用寿命。
因此，电池平衡不仅是电池管理系统中的一个技术细节，更是确保电池组性能、安全及寿命的关键措施。在设计和实施电池管理系统时，必须高度重视电池平衡机制的引入和优化。
因此，为了确保电池组的稳定运行和延长使用寿命，必须使用具有电池平衡功能的锂电池保护板。已知电池组的失衡是一个常见且容易发生的问题。在电池充电过程中，若电池单体的充电电压超过其额定的满充电电压，将会导致电池寿命急剧下降。如右图所示，当电池的满充电电压超过其额定值后， 电池的寿命可能会减少 50%。
在锂电池平衡机制的众多方案中，启动平衡机制主要包括电池 SOC 比较法、 电池内阻比较法、电池容量比较法以及电池电压比较法。其中，电池电压比较法因通用性和经济性而成为一种广泛采用的方法。该方法保护芯片通过，对比相邻电池的电压高低来实现平衡，这一过程通常在恒压阶段的低充电电流条件下进行，这意味着需要经历多次充放电循环才能达到电池电压的平衡。然而，必须指出的是，电池内阻和容量的差异无法通过这种平衡机制得到有效改善。
市场上普遍采用的被动式电池电压平衡电路。在充电阶段，一旦充电电流降至额定值的五分之一以下，保护芯片内置的电路将依据电池电压激活平衡机制。该机制通过外部电阻对电压较高的电池进行分流，以减少其充电电流，从而实现电压平衡。为确保此机制的高效运作，电池组的BMS系统必须指示(透过通信互联接口协议）充电器相应地降低充电电流或是透过充电器本身的充电算法。
泰高技术推进以下战略方针：
1. 泰高技术致力于精心研发一系列高性能的GaN HEMTs，器件经过优化，旨在无缝替代传统的Si MOSFETs，从而在电子领域引领一场技术革新。
2. 泰高技术的产品设计理念强调兼容性与便捷性，确保GaN HEMTs能够与现有的PWM控制器 IC 直接对接，无需GaN驱动芯片，以此简化系统集成过程，降低设计难度。
3. 泰高技术专注于为电动自行车、电动摩托车、电动工具以及工业市场提供量身定制的解决方案。泰高技术的GaN HEMTs专为这些领域的特定需求而设计，旨在推动这些行业的电气化进程，同时确保产品的高效能与可靠性。
泰高技术的产品的创新性：
1.其在效率、功率密度、散热、静电放电（ESD）保护以及集成度方面的性能，均达到了行业的优秀水平。体现了泰高技术对技术精益求精的追求，更是对产品质量承诺的坚定践行。
2.泰高技术的产品通过其独特的设计和先进的技术，极大地缩短了客户在设计和开发阶段所需的时间。这不仅意味着客户能够更快地将产品推向市场，更意味着他们能够在激烈的市场竞争中抢占先机，实现更高的经济效益和竞争优势。
针对GaN HEMTs，泰高技术已成功实现VDS 650V电压、120毫欧至400毫欧电阻范围的产品量产。这些产品不仅技术先进，而且在市场上赢得了客户的高度认可和一致好评。
泰高技术推出专为 AC/ DC 充电器量身打造的 Charger 数字芯片 ，可支持 锂电池 与 铅酸电池的充电的算法，该产品集成了高精度稳压电路、OPA 及电阻模拟 DAC 等电路，简化了外围电路设计。芯片的核心功能分为两大模块：一是通过 OPA 与 DAC 精确控制充电电压和电流，确保充电过程的精准与安全；二是另一 OPA模块用于放大电流信号，提升了信号的分辨率，同时有效降低了系统功耗。
在芯片的设计中，特别优化了充电器的 CC/CV 阈值，实现了更为精细的充电控制，支持产线自动化校准功能，提高生产效率和产品质量。此外，我们为 芯片配备了精简的 GUI 软件，缩短研发周期，加速了产品从设计到市场的转化速度。
为了满足不同客户的个性化需求，泰高技术提供了客制化通信总线功能，确保与各种电动自行车品牌系统的兼容性和灵活性。同时，采用数字芯片子板的设计理念保证了电源板的无改动需求，提供了更为便捷的升级方案。
泰高技术在充电器行业的技术创新，为客户提供高效、稳定、智能的充电解决方案，推动整个充电器行业向着更加智能化、高效化的方向发展。
泰高技术的数字芯片的锂电池充电算法里支持 MSCC 充电，这 MSCC ，即“ Multi-Step Constant Current”（多阶梯恒流充电），是一种针对锂电池的充电策略。在这种充电方法中，充电过程被分为几个阶段，每个阶段采用不同的充电电流和/或电压， 以优化充电效率和电池寿命。
对于锂电池充电，MSCC 有以下几个帮助：
1、提高充电效率：通过在不同的充电阶段使用不同的电流，MSCC 可以在电池接近充满时降低电流，减少过充的风险，同时提高充电的整体效率。
2.、延长电池寿命 ：锂电池的寿命受充电循环次数和充电过程中的温度影响。MSCC 通过 控制充电电流和电压，减少电池在充电过程中的应力和温度升高，从而延长电池的使用寿命。
3.、安全性：锂电池在过充或充电电流过大时可能会有安全风险。MSCC 充电策略可以避 免这些风险，因为它在不同的充电阶段调整电流和电压，确保电池在安全的充电范围内。
4.、 电池性能优化 ：MSCC 充电可通过精确分析电池的实时状态——包括但不限于剩余电量与温度等关键参数，去智能调整充电方案。这一过程的核心在于与电池管理系统中的Smart Battery技术紧密协作，共同确保电池始终处于最优工作状态。这种精细化的充电策略，不仅延长了电池的使用寿命，更提升了其性能表现，体现了对电池健康管理的极致追求。
总之，MSCC 充电策略通过其多阶段的充电方法，能够提高充电效率，延长电池寿命，增强 安全性，并优化电池性能，是一种先进的锂电池充电技术。
另外在充电保护机制上，其电压与电流的ADC精度误差小于 5%的设计，以优化充电效率与充电安全性。
同时，为了满足客户多样化的需求，泰高技术的数字芯片集成定制化通信总线解决方案。确保了产品能够兼容并灵活适应各类系统架构。目前，芯片已成功整合了1-Wire、URAT、RS-485以及加密鉴权等通信协议。展望未来，泰高技术承诺将不断扩展技术边界，计划引入CAN Bus、UFCS、PPS等通信协议，以进一步增强产品的功能性和市场竞争力。
泰高技术致力于深入开发锂电池充电器领域，并针对PD充电器及电源适配器客户的产品转型需求，提供全面的产品升级解决方案。
这些方案是我们团队的研发的成果，旨在为您提供一站式、高效便捷的充电解决方案。我们深知，在快速发展的市场中，时间就是金钱，效率就是竞争力。
我们期待与对我们的方案感兴趣，并寻求合作的您携手前行。无论您是寻求技术合作、产品定制，还是市场拓展，我们的整套解决方案都能满足您的需求，助您快速进入市场，抢占先机。
请立即联系泰高技术的业务，我们将迅速响应，与您建立联系，探讨合作可能。
联系人：张先生
联系方式：18088882102
联系人：潘先生
联系方式：13691750205
充电头网总结
随着泰高技术在氮化镓器件领域的创新和突破，锂电池充电器的安全性、效率和智能化水平得到了显著提升。泰高技术深入探讨了锂电池充电器的全套解决方案，从电池分类、电压等级、安全规范，到电池管理、平衡机制，再到充电器的多种技术，全面展示了泰高技术如何通过技术创新来满足市场和用户的需求。
泰高技术的GaN HEMTs器件以其高效率、高功率密度、优良的散热性能和静电放电保护等特性，引领了电子领域的技术革新。通过与现有PWM控制器IC的无缝对接，简化了系统集成过程，降低了设计难度，为电动自行车、电动摩托车、电动工具以及工业市场提供了量身定制的解决方案。
泰高技术的数字芯片，集成了高精度稳压电路、OPA及电阻模拟DAC等电路，简化了外围电路设计，优化了充电器的CC/CV阈值，实现了更为精细的充电控制。同时，提供的客制化通信总线功能，确保了产品与各种电动自行车品牌系统的兼容性和灵活性。MSCC充电策略的引入，进一步提高了充电效率，延长了电池寿命，增强了安全性，并优化了电池性能。电压与电流的ADC精度误差小于5%的设计，优化了充电效率与充电安全性。
泰高技术也将继续开拓锂电池充电器市场，满足PD与适配器客户的转型需求，不断扩展技术边界，增强产品的功能性和市场竞争力。
泰高技术公司坚定不移地致力于开发和提供卓越的充电解决方案，这些方案不仅高效而且稳定，更融入了智能化技术。我们的目标是引领充电器行业迈向一个全新的智能化和高效化时代，从而确保用户能够享受到前所未有的安全、便捷和环保的充电服务。我们深信，通过我们的不懈努力和创新，能够为用户创造一个更加绿色、高效的能源使用环境。
480W大功率快充，黑科技还是噱头？雅迪石墨烯电池专用充电器拆解
前言
雅迪作为电动车行业的的头部品牌，近年来推出的石墨烯电池引起不少人的关注，支持大电流充电，号称1小时便能充电80%。1小时快充，便能续航50公里。
最近充电头网拿到了一款雅迪石墨烯电池专用充电器，额定功率达到480W，比起一般的电动车充电器，功率确实拉开不少。那么作为专用充电器，其是如何设计的呢？带着这一好奇，下面一起来看看产品的拆解。
雅迪石墨烯电池充电器开箱
这款充电器包装盒正面为雅迪品牌Logo，左上角标有其输出规格48V20Ah（10A）。
包装盒顶部则为产品名称、监制、产品制造商、提示语等信息。
包装盒侧面为产品输入电压、工作环境温度、工作环境湿度、充电方式、插头形式等相关信息。
打开包装盒，可以看到里面包含了产品说明书和充电器。
充电器外观为传统的长方体结构，和此前拆解的其它电动车充电器相比，个头大不少。机身外壳采用PC防火材质，顶面设计有矩形排列的圆凹槽，此外贴有名称和规格标签。
机身顶面还设有充电指示灯。
下方是指示灯状态说明，直接设计在壳体上，可以长期给用户提示。
机身一端设有散热风扇，外壳开孔设计成圆形窗口。
另一端同样设计有散热孔，不过外壳错落式设计，开孔在凹槽内两侧，非直通可以起到一定防尘作用。
充电器背面为产品《使用须知》以及产品参数。
产品详细参数：
产品名称：48V20Ah石墨烯电池充电器
型号：DZM482002（快充）
输入：AC220V 50Hz 590W
输出：DC48V（58.8V） 10A
监制：雅迪科技集团有限公司
制作商：浙江聚源电子有限公司
机身壳采用十字螺丝封装固定。
输入端插头特写。
输出端插头特写。
测得输入线缆长约为152cm。
使用游标卡尺测得充电器长200.55mm。
宽度105.15mm。
厚度为66.55mm。
输出线缆长度约为61cm。
另外测得充电器总重约为1005g。
雅迪石墨烯电池充电器拆解
看完了雅迪这款石墨烯电池充电器的外观，下面就进行拆解，一起看看内部的用料和设计。
首先拧开四颗固定螺丝，拆开充电器外壳。
外壳内部对应指示灯的位置固定导光柱，用于电池充电状态指示。
取出电源内部PCBA模块和散热风扇。
风扇导线通过连接器连接到PCBA模块上。
散热风扇来自晨日电子，为6020尺寸，规格为12V 0.15A。
输入导线直接焊接连接到PCBA模块。
输出导线同样为直接焊接连接。
其中初次级各设有一片散热片，通过风扇进行散热。
为保证良好的散热效果，散热片并未紧靠外壳放置，而是留有一定空隙。
整流管与散热片之间使用硅胶片绝缘。
PCBA模块正面一览，其中左侧为初级侧，焊接保险丝，NTC热敏电阻，整流桥，高压滤波电容，开关管，谐振电感，谐振电容和变压器。在黑线右侧是次级侧，焊接整流二极管，滤波电容等元件。
PCBA模块背面焊接初级主控芯片，初次级之间焊接反馈光耦，次级焊接运放芯片和MCU芯片。通过对PCBA模块的观察发现，雅迪这款充电器采用LLC开关电源架构，肖特基二极管整流，输出电压通过MCU通过光耦反馈进行控制。下面我们就从输入端开始了解这款充电器的用料。
充电器输入端一览，焊接保险丝，安规X2电容，NTC热敏电阻，整流桥和高压滤波电容。
输入端保险丝规格为10A 250V。
绿色NTC热敏电阻来自久尹，规格为20S2R0M，用于抑制充电器插电时的浪涌电流。
安规X2电容规格为0.22μF。
侧面依次焊接可控硅，整流管，LLC开关管和整流桥。
整流桥来自PY平伟，型号KBJ1010，规格为10A 1000V。
高压滤波电容规格为400V 680μF。
主控芯片来自NXP恩智浦，型号TEA19161T，是一颗全数字控制的高效率LLC控制器，内部集成高压启动，集成高压驱动器，内部集成软启动，最高工作频率达500kHz，可在全负载范围内提供高转换效率，并具有极低的待机功耗。
LLC开关管来自华瑞微，型号HRM60R096FF，是一颗耐压600V的超结NMOS，导阻为82mΩ，采用TO220F封装。
另一颗开关管型号相同，两颗组成半桥。
另一侧焊接谐振电容，谐振电感和变压器，元件之间打胶固定。
变压器采用EC42磁芯，标注48V 10A规格。
谐振电感采用PQ3225磁芯，采用利兹线绕制。
谐振电容规格为0.15μF 630V。
PC817光耦用于输出电压反馈调节。
蓝色插件Y电容特写。
热敏二极管用于检测充电器内部温升。
另一颗蓝色Y电容特写。
整流二极管来自PY平伟，丝印PS30U300YCT，采用TO247封装。
其中一颗输出滤波电容规格为120V680μF。
另一颗规格为100V470μF。
324 4运放用于反馈控制。
一颗无标的MCU芯片用于充电控制。
为MCU供电的78L05稳压IC。
78D12稳压IC为运放芯片供电。
10mΩ贴片电阻用于输出电流检测。
BT153X单向可控硅用于输出防反接保护。
预留的连接插座。
双色LED充电指示灯特写。
全部拆解一览，来张全家福。
充电头网拆解总结
雅迪这款充电器输出电压为58.8V，输出电流为10A，支持为14串锂电池充电。充电器自带1.5米输入线，60cm输出线，满足日常使用。充电器内置散热风扇，能及时将大功率快充时产生的热量散发，降低温升。充电器输出线采用防反接设计，确保极性正确，使用安全。
充电头网通过拆解了解到，雅迪石墨烯电池充电器采用LLC开关电源设计，内部整流桥，开关管，整流管均固定在散热片上，变压器与其他元件之间通过胶水固定。充电器内部采用恩智浦TEA19161初级控制器，搭配一颗无标的MCU进行充电控制，并控制双色LED指示灯进行充电状态显示，直观易用。
相关问答
为什么锂电用不了 大功率 充电器充电?磷酸铁锂电池较低的3.6V浮动电压,导致无法使用标准的锂离子电池充电器。如果充电不当,就有可能对这种电池造成无法修复的损坏。准确的浮动电压充电将延长电...
锂电池 充电时功率越大充电越快吗?不一定。充电器功率越高,不代表充电速度就越快,但是想要提高充电速度确实需要大功率的充电器。充电器功率的大小确实会影响手机的充电速度,但是它对手机充电...
电瓶充电器功率大对电瓶有影响吗?有影响,可能会损坏电池电气功率大,当然有可能会损坏电池的,因为你的功率大,它的电池的电流电压通过也高,当电流电压高过一个峰值时候,有可能会把电池里面电芯...
大功率锂电池 充电器能给功率小的电池充电吗?5V的充电器不可以直接给3.7V的电池充电的,电压过高。3.7V的锂电池最高限制电压是4.2-4.25V5V的充电器给3.7V电池充电需要增加充电管理电路这样可以防止过冲、...
锂电池 充电器的瓦数?锂电池的电动车配用充电器(一般为开关电源)为适应不同容量的蓄电池(一般在14安时至20安时),其第一阶段充电电流设置为1.8安,此时的充电功率约110W。输入电...
大功率 汽车 充电机 一般 多大功率 ?[回答]主要看锂电池组的特性,根据锂电池组的功率来选配,要看一下锂电池组额定的电压和电流给大型锂电池组充电的大功率充电机一般多大功率?其实给大功率...
锂电池 充电器安数大可以充吗?不可以有伤害伤害性还很大会降低电池寿命,严重一点电池会报费,再重点会爆炸。“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池...
锂电池 充电器充电效率?看充电器的充电效率充电时向锂离子电池输入的能量不是全部转化为电池储存的能量,还有一部分是分别用于电池内部的副反应和转化为充电过程中的热量,所以充电效...
锂电池 充电器能小充大吗?可以可以,在选择充电器上,注意满足一下几点,可以实现小电流给大电流充电:1、输出电压是不是和原装一样。2、输出电流是不是与原装一样。3、输出功率是...
锂电池 充电器多少瓦合适?锂电池的电动车配用充电器(一般为开关电源)为适应不同容量的蓄电池(一般在14安时至20安时),其第一阶段充电电流设置为1.8安,此时的充电功率约110W。输入电...
