一.引言
    在电动摩托车等锂电充电器市场，高效率和智能化已成为核心需求。东森微电子(屹晶微子公司)推出的半桥智能充电机方案（500-3000W）凭借数字控制、参数可编程设置、模块化设计和丰富的保护功能，成为工程师关注的焦点。
   本文将从72V/10A/880W方案的硬件设计、关键性能、功能测试等维度展开测试，为电子工程师提供实战参考。同时开源DEMO全部文档资料（详细的PCB、原理图、上位机、BOM清单、变压器参数等），拿来即用。
    二.样机介绍

1.公布参数
输入电压：AC 180~260V
输出电压：DC 50~88.2V（默认恒压88.2V）
输出电流：10A（恒流）
效率：≥92%（满载）
保护功能：过压/欠压、短路、反接、过温、定时保护
通信接口：支持UART

• 用户可编程充电参数设置界面

   

调试助手——充电管理

 

调试助手——电源设计

 

调试助手——校准设置

 

调试助手——控制台

 

 

三.测试项目与数据

 

1.转换效率测试

 

| 测试方法：

使用仪器助手功率采集器，交流输入端和充电器输出端，分别接一个采集电流电压数据，从电池电压35V开始到84V，记录转换效率变化。

| 测试结果：

充电设置电流2A，输出电压30V-84V，转换效率范围，83.27%-89.84%；充电设置电路10A，输出电压30V-84V，转换效率范围，86.06%-91.97%。 

 

充电参数设置

 

实测数据

 

仪器助手采集数据

| 测试结论：

东森微半桥充电机方案在 30V~84V 宽电压范围内均表现出色，尤其在大电流（10A）充电时效率逼近 92%，验证了其高性价比与高能效的设计优势，是智能充电器开发的理想选择。

2.充电过压保护测试

 

| 测试方法：

设置85V充电过压保护值，使用仪器助手功率计，记录过压保护触发是否有效。  

| 测试结果：

电池电压到85V时，过压保护触发，输出关闭，电池电压下降到84.9V时，充电恢复。

 

 

充电参数设置

 

实测数据

 

仪器助手采集数据

| 测试结论：保护功能正常，此充电机方案的过压保护功能响应迅速、动作精准，能有效保障充电安全。

3.涓流充电策略验证测试

 

| 测试方法：

通过“调试助手”设置四段式充电电流，记录充电电流跳转情况。 

• 第一段：80V≤/10A  

• 第二段：82V≤/8A

• 第三段：84V≤/5A  

• 第四段：85V≤/2A

| 测试结果：

各阶段电流切换有效，与设置参数相符。

 

充电参数设置

 

实测数据

 

仪器助手采集数据

| 测试结论：

充电策略灵活，适配铅酸/锂电池，参数可通过上位机用户自编程。 

4.满载温度测试

 

| 测试方法：

电池74V/10A电流，满载30分钟，记录各功率部件散热片的温度变化。    

| 测试结果：

• 前级整流桥及半桥MOS：散热片温度 53℃

• 变压器：温度 52.3℃

• 后级整流二极管：散热片温度 50.1℃

• 后级输出电感：温度 47.8℃

充电参数设置

 

实测数据

 

仪器助手采集数据

| 测试结论：

各关键功率器件温度均在50℃~53℃范围内，无过热风险，最高温度（53℃）远低于一般功率器件安全阈值（通常>85℃需告警），系统散热设计满足长期满载运行需求。稳定性良好，30分钟内温度变化平稳，无异常波动，说明热管理方案有效。

5.通信与调试体验测试

 

| 测试方法：

通过UART连接“调试助手”，读写参数、升级固件。

| 测试结果：

通讯稳定，支持实时监控电压/电流/温度；参数导出/导入功能方便批量生产校准。

 

通讯与调试体验实测

| 测试结论：

降低开发门槛，无需软件工程师介入即可完成配置。

6.电池反接保护测试

 

| 测试方法：

在充电器输出端，故意把电池正负极接反，记录查看充电器的保护反应。恢复正常后记录充电器是否进入正常工作。

| 测试结果：

电池接反情况下充电器输出截止，充电器里面的继电器断开，未出现充电器损坏。恢复正常后，充电器正常工作。

 

电池反接保护实测

| 测试结论：

保护功能有效，充电器在电池反接时能快速切断输出，避免短路或器件损坏。系统可靠性高，恢复后无异常，证明保护机制设计合理，不影响后续正常充电。

7.输出短路保护测试

 

| 测试方法：

在满载充电功率的情况下，模拟电池突然短路，记录充电器是否保护，记录短路后的输入功率变化，恢复正常后，充电器是否正常工作无损坏。

| 测试结果：

满载充电功率810W左右的时候，电池端模拟短路，充电器快速关断了输出，保护有效，恢复正常后，充电器恢复正常充电，没有器件损坏。短路后的输入功率和正常的待机输入功率相近，短路中输入功率没有明显加大。

 

实测数据

 

输出短路保护实测

| 测试结论：

保护功能有效，充电器快速关闭输出通路，避免设备损坏。短路后无累积损伤，可安全复用，符合工业级可靠性标准。

 

方案亮点

• 功能扩展：开源串口协议可支持多种显示屏定制和485/CAN/蓝牙通信功能定制，以满足日益丰富的电摩充电器制造商需求。

• 全开源设计：提供可直接量产的完整工程文件（PCB/原理图/BOM/变压器参数），工程师可快速实现"设计即生产"。

• 数字智能控制：集成3p3z数字算法，支持多段式充电策略和参数远程调试，满足智能充电场景需求。

• 高效能：转换效率高达92%，效率指标优越。

• 强健保护机制：过压保护，过温保护，欠压保护，短路保护，可编程充电电流超时保护。

• 模块化架构：控制板+功率底板分离设计，支持灵活定制，已成功应用于电动摩托车/储能系统等多个领域。

 

 

四.改进建议

 

1.增加主动式PFC拓扑

 

 

• 建议采用Boost PFC架构

2.关键参数设计建议

 

• 输入电压范围：90-264VAC（满足全球通用）
• 功率因数：>0.95（满载时）
• 输出母线电压：400VDC（适配现有半桥架构）

3.改进后优势

 

• 合规性提升：完全符合IEC 61000-3-2等国际谐波标准，满足全球主要市场的安规认证要求（CE/UL/PSE等）。

• 性能优化：功率因数提升至0.95以上（原方案约0.4-0.7），整机效率提高2-3%（预计峰值效率达94%+），输入电压范围扩展至90-264VAC（原方案180-260VAC）。

• 系统可靠性增强：降低输入电流谐波，减少对电网污染，稳定的直流母线电压（400V±5%），改善EMI性能，通过更严格的电磁兼容测试。

 

 

五.测试仪器

 

本次测试过程中所使用的测试仪器如下：

 

艾德克斯直流电源

IT6533C是一款高性能，0-120V，6kW，直流大功率电源。该系列电源以其高分辨率、高精度和低噪音的特点，广泛应用于各种工业和实验室环境。IT6533C特别适用于需要稳定和精确直流电源的场景，如电子设备测试、研发实验室、生产线测试等。

 

艾德克斯负载机

IT8904A是一款高性能直流可编程电子负载，支持4kW功率和八种工作模式，具备高精度测量、动态测试、OCP/OPP保护测试及电池放电功能，适用于电源、充电桩等测试场景，并可通过并机扩展功率，提供RS232、USB、LAN等多种通信接口。

 

仪器助手功率采集器/温度采集器

这是一款仪器助手推出的功率采集器/温度采集器，用于采集直流和交流电压、电流、功率、PF值、频率、温度，还有无线通讯功能，可以和电脑进行连接，电脑端软件能帮助工程师实现各种测试数据分析，温度曲线、转换效率、充放电曲线，电流曲线，功率曲线，电压曲线等功能，是电子工程师的理想测试工具。

 

六.开源资料

 

本DEMO所含全部技术资料（包括原理图、BOM清单、PCB Layout、上位机、芯片应用手册等）可开源，这些开源资料能帮助广大工程师朋友快速上手，大幅缩短开发周期。如果您需要可以和我们联系。

如果您对此充电机方案有兴趣请致电:15950933050韦工

或直接扫描下方二维码添加微信