一  . 兩輪電動車控制板標準剖析

  1.1 GB 42296—2022《電動自行車用充電器安全技術(shù)要求》第 1 號修改單

    2024 年 11 月 1 日實施。明確了禁用車載形式充電器，增加了充電器溯源編碼永久性標識要求及相應試驗方法，優(yōu)化了與其他相關標準的協(xié)調(diào)性

 1.2 GB 43854—2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》

   2024 年 4 月 25 日發(fā)布，2024 年 11 月 1 日實施。在單體電池方面明確了過充電、過放電、外部短路、熱濫用、針刺、標志 6 項安全要求；電池組方面明確了電氣安全、機械安全、環(huán)境安全、熱擴散、互認協(xié)同充電、數(shù)據(jù)采集、標志等 7 個方面 22 項安全要求

  1.3 GB 17761—2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》

   現(xiàn)行的電動自行車安全強制性國家標準，限定電動自行車最高車速為 25km/h，含電池在內(nèi)的整車質(zhì)量為 55kg 以內(nèi)，電機功率為 400W 以內(nèi)等，是電動自行車的基礎安全標準，其他相關標準如 GB 42295、GB 42296、GB 43854 等都是在其基礎上針對電動自行車的不同方面進行細化和規(guī)范

 1.4 電源要求

兩輪電動車控制板常用電源為48V、60V、72V ，48V電源通常由4節(jié)12V電池組成，60V由5節(jié)組成，72V由6節(jié)組成

新國標規(guī)定電動自行車電池額定電壓不應超過48V，但符合電摩國標的60V和72V電動車也可合規(guī)生產(chǎn)銷售。不過，私自改裝電壓會導致車輛合規(guī)性受質(zhì)疑

1.5 控制功能標準

采用成熟穩(wěn)定控制算法，實現(xiàn)平穩(wěn)加速、精準控制與快速響應，同時兼顧能量效率和電池壽命，優(yōu)化不同負載下的性能

控制器需正確處理踏板、剎車、速度等各類傳感器輸入信號，精準驅(qū)動電機按預期速度和方向運轉(zhuǎn)

具備過流保護功能，防止電流過大損壞電機或電池，觸發(fā)值和恢復機制依電動車實際情況調(diào)整

擁有過壓保護、欠壓保護和短路保護功能，全方位保障異常情況下電動車和騎乘者的安全

1.6 通信接口標準與環(huán)境

支持與充電器通信，實現(xiàn)高效充電管理，保障電池合理充電，延長電池使用壽命

能與儀表盤通信，實時反饋電動車運行狀態(tài)，如速度、電量等信息，方便用戶了解車輛情況

可與智能設備通信，實現(xiàn)遠程控制、防盜等智能化功能，提升用戶使用體驗和車輛安全性

在濕度高達95%的環(huán)境中保持性能穩(wěn)定，具備良好防水能力，適應戶外雨天等潮濕環(huán)境

可在- 20℃至50℃甚至更廣泛的溫度范圍正常工作，滿足不同地區(qū)和季節(jié)使用需求

能承受電動車行駛過程中的震動和沖擊，保證控制器內(nèi)部元件連接穩(wěn)固，不影響正常工作

二  兩輪電動車控制板EMC相關問題洞察

2.1 EMC標準解讀

ECE R10法規(guī)和ISO系列標準適用于低壓電路，對兩輪電動車控制板的電磁輻射和抗干擾能力有嚴格要求，確保在公共道路行駛時不對其他電子設備產(chǎn)生干擾 （ECE United Nations Economic Commission for Europe）

高壓電路，雖然標準化處于早期階段

傳導干擾方面，電源線上的傳導干擾會導致控制板工作不穩(wěn)定，影響電機轉(zhuǎn)速控制精度，甚至使電機出現(xiàn)異常抖動或停止運轉(zhuǎn)

輻射干擾 可能干擾周圍電子設備正常工作，如干擾手機信號、影響附近無線通信設備等，降低用戶體驗

控制板穩(wěn)定性，導致控制信號傳輸錯誤，使電機失控，危及騎乘者安全干擾其他電子設備正常運行，在車輛密集區(qū)域可能引發(fā)連鎖反應，影響公共交通系統(tǒng)的電子設備運行

三  傳統(tǒng)方案的痛點審視

3.1 降壓芯片耐壓與成本矛盾

現(xiàn)實中大量超過120V的尖峰浪涌，若選擇耐壓超過120V的降壓芯片，價格會大幅提高，增加產(chǎn)品成本，壓縮利潤空間

供應鏈風險，耐壓高、質(zhì)量可靠的以歐美為主

一般在電源端加5.0SMDJ90CA的瞬態(tài)抑制二極管，但其鉗位電壓會超過120V，在應對尖峰浪涌時效果不佳，無法有效保護電路，增加電路故障風險

四  NR5.0SMDJ90CA物料的優(yōu)勢凸顯

與傳統(tǒng)5.0SMDJ90CA相比，NR5.0SMDJ90CA的IPP（峰值脈沖功率）高20%以上，能承受更大的瞬態(tài)能量沖擊，在遇到強浪涌時仍能穩(wěn)定工作，保護電路不受損壞

Vc殘壓低20V以上，可有效降低電路中的殘余電壓，減少對其他電子元件的損害，提高電路穩(wěn)定性和可靠性

解決行業(yè)痛點的原理

憑借更高的IPP，NR5.0SMDJ90CA可更好地吸收和消耗尖峰浪涌能量，避免浪涌對降壓芯片等元件造成損壞，確保降壓芯片在安全電壓范圍內(nèi)工作，更低的殘壓能有效保護電路中的其他敏感元件，降低因電壓過高導致元件損壞的概率，延長控制板使用壽命，降低了電路故障風險，減少維修成本，延長控制板使用壽命，為企業(yè)節(jié)省成本，提升產(chǎn)品競爭力

浪涌1.2/50，8/20us綜合波殘壓波形如上

半導體TSS，thyristor surge suppressors，或者稱為Thyristor Surge Protectors (TSP)

Thyristor Surge Protection Devices (TSPD)

不同于氣體放電管GDT，具有如下的V-I特性。

TSS主要應用于電信行業(yè)和數(shù)據(jù)通信的過壓保護 ，其應用電路如下：

如今，隨著LED在照明電路中的應用擴展，TSS在LED照明電路中，可應用于LED照明電路的開路保護。具體應用方案，請咨詢音特技術(shù)工程師。

歡迎與音特技術(shù)工程師探討，以及申請免費樣品！

隨著LED技術(shù)穩(wěn)定提高，高端主流的工礦燈，隧道燈和標識照明等應用均使用LED照明技術(shù)；對于高品質(zhì)的產(chǎn)品，要求性價比高、對LED失效保護是必不可少，我司針對此方面應用領域開發(fā)出P-Thyristor保護管；P-SLED系列產(chǎn)品提供SMA（Do-214AC)、SMB（Do-214AA)緊湊型多樣封裝，便用生產(chǎn)。

一．產(chǎn)品應用優(yōu)勢：

二．應用說明：

上述應用電路使用的恒流源電源，市場上的大部份恒流電路僅有過壓保護，短路保護，過溫保護，而就沒有開路保護, 當LED燈球串其中一顆開路失效，電路將會生成浪涌電壓，使用并聯(lián)電容很快短路，從而炸壞電容引起火災等意想不到的失效，嚴重危及生命危險。

 三.LED燈珠串與電壓關系：

歡迎與音特技術(shù)工程師探討，以及申請免費樣品！

電池組的電源總線需避免受到鋰離子電池過電流現(xiàn)象和 ESD 影響，控制線路（如 SMbus,I2C 等）也需要避免受到ESD 的影響，低電壓（≤5V）ESD 防護電路如下：

保護方案

應用信息:

本方案符合IEC61000-4-2 air 15KV contact 8KV.

電池組的過流保護使用 YINT 的貼片性 PPTC，封裝 0603,0805,1206,1210,1812,2018,2920 等等。ESD 防護可使用分立型的多層壓敏電阻，也可以使用二極管陣列。

關于電池組的安全性，滿足測試方法：UL 1642 UL 2054 IEC 61960 IEC 62133；關于 ESD防靜電保護二極管，滿足 IEC 61000-4-2。

需謹慎選用PPTC（自恢復保險絲），以確保過電流裝置的性能。 需重點考慮電池組的額定溫度，因為該溫度將影響過電流保護裝置的跳變點和跳閘時間。

注：音特電子研發(fā)組（www.www.ztby8.com）

簡介：

BMS 是 BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 的第一個字母簡稱組合，稱之謂電池管理系統(tǒng)。為什么鋰電池需要 BMS 管理系統(tǒng)? 鋰電池存在安全性差，時有發(fā)生爆炸等缺陷（詳見附錄說明）

電池

     一種主從結(jié)構(gòu)的 BMS 接線示意（上圖）

一．充放電回路中MOS 管的防護電路

BMS 充放電回路中 MOS 管， 開關瞬間電流的突變而產(chǎn)生漏極尖峰電壓，進而損壞 MOS 管，功率管開關速度越快，產(chǎn)生的過電壓也就越高。為了防止器件損壞，會在 GS 間增加大功率的 TVS瞬態(tài)抑制二極管。

MDSG GS 之間 SMCJ15CA

MDSG GS 之間SMCJ36CA

二．CAN BUS 的ESD靜電保護

二．RS485 防護器件選擇

音特研發(fā)組：www.www.ztby8.com

產(chǎn)品關鍵詞：壓敏電阻.熱敏電阻.氣體放電管

引言:
隨著全球化的節(jié)能減排趨勢，LED技術(shù)的不斷革新；從傳統(tǒng)的白熾燈到燈絲上涂了一些電子粉的節(jié)能燈，到現(xiàn)在的LED節(jié)能燈；世界各大半導體廠商均在不斷改進LED器件的能耗、使用壽命、散熱問題等等技術(shù)；實質(zhì)上，整個LED照明系統(tǒng)的損壞主要為驅(qū)動器的損壞，而現(xiàn)實中眾多廠家對驅(qū)動電源的穩(wěn)定性似乎考慮的不夠充分！

LED節(jié)能產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于工業(yè)廠房照明，城市景觀、城市照明、窗外廣告照明、隧道照明等等！我司結(jié)合眾多的項目經(jīng)驗，對于目前LED驅(qū)動電源的保護做一些簡要的介紹：

主要涉及標準: IEC61000-4-5 /  GB/T17626.5

綜合波 8/20US 1.25/50US 低電電網(wǎng)源阻抗,使用等效輸入2Ω
試驗等級:

第一部分：室外照明（不分恒流或恒壓介紹）

特點：室外照明系統(tǒng)的工作環(huán)境非常惡劣，容易受到雷電浪涌干擾；驅(qū)動電源的損壞，維護成本較高昂。電氣特性：要求寬輸入電壓范圍、恒流精度要求高、電流波動小。

方案1：

優(yōu)點：它使用了共、差模全方位保護，并且在共差模線上均和放電管串接；正常情況沒有漏電流，同時也會延長壓敏電阻的使用壽命；一般情況，當壓敏電阻發(fā)現(xiàn)失效時為開路或爆裂，也不免有特殊情況，壓敏電阻短路失效時，放電管將會開路保護電路，否則會引起電路總線跳閘。
它在線上串接了抑制浪涌電流的熱敏電阻，這種有利于當電源開關（ON/OFF）切換時，吸收浪涌電流，減少因開關過程的電火花產(chǎn)生，使得恒流精度更高、更穩(wěn)定。也有利于后級整流穩(wěn)壓電路的器件壽命延長。
缺點：成本相對較高，占一定的空間

方案2：

優(yōu)點：它使用了共、差模全方位保護，在共模線上和氣體放電管串接入PE保護地；正常情況線與PE線之間沒有漏電流，同時也會延長壓敏電阻的使用壽命。
它在線上串接了抑制浪涌電流的熱敏電阻，這種有利于當電源開關（ON/OFF）切換時，吸收浪涌電流，減少因開關過程的電火花產(chǎn)生，使得恒流精度更高、更穩(wěn)定。也有利于后級整流穩(wěn)壓電路的器件壽命延長。
缺點：差模線上壓敏電阻發(fā)生短路失效，增加跳閘的機率

方案3：

優(yōu)點：性價比一般、它使用了差模保護，在差模線上和氣體放電管串接；正常情況LN線之間沒有漏電流，同時 保護地線的項目實施。

它在線上串接了抑制浪涌電流的熱敏電阻，這種有利于當電源開關（ON/OFF）切換時，吸收浪涌電流，減少因開關過程的電火花產(chǎn)生，使得恒流精度更高、更穩(wěn)定。也有利于后級整流穩(wěn)壓電路的器件壽命延長。

缺點：浪涌電壓僅靠器件吸收，沒有合適泄放能量的地。 

方案4:

優(yōu)點：性價比高、它使用了差模保護，在差模線上僅用壓敏電阻；PCBLayout 不占空間,適合小功率緊湊型電路。
它在線上串接了抑制浪涌電流的熱敏電阻，這種有利于當電源開關（ON/OFF）切換時，吸收浪涌電流，減少因開關過程的電火花產(chǎn)生，使得恒流精度更高、更穩(wěn)定。也有利于后級整流穩(wěn)壓電路的器件壽命延長。
缺點：對于壓敏電阻要求比較高，對機殼的阻燃性要求相對較高。

器件選擇（110V電源電壓波動20%）：

了解更多器件選擇可下載文檔。

關注微信公眾號:音特電子，了解更多保護元器知識。

音特研發(fā)組：www.www.ztby8.com

1.常用的防護電路 

優(yōu)點：電路簡單，一級防護，采用復合對稱電路，共模、差模全保護。

壓敏電壓選型，浪涌等級決定壓敏的外徑，電壓的選擇參考下表：

2.變種電路

注：F1，2一般為溫度保險絲。

3.多級防護電路

4.使用器件較少的電路

5.最簡單常用的三相電防雷方案（3+1）：

關注公眾號：音特電子，輕松了解。

關鍵詞：交流電源的保護電路、壓敏電阻。

1.室內(nèi)使用低浪涌等級（500-2KV）要求常用方案

此電路涉及到接口的浪涌防護、靜電防護、EFT、傳導、輻射，可根據(jù)測試項目選擇使用。

保險絲F1，根據(jù)客戶工作電流和需過的浪涌等級選擇，可使用一次性保險絲或PPTC。 
肖特基二極管做防反使用，無要求可去掉。 
TVS瞬態(tài)抑制二極管，可選擇單向或者雙向，注意使用單向TVS的話，如果有防反要求，后面的肖特基或者其 他防反二極管必須防止在TVS前面，且選擇的肖特基二極管必須要高壓大電流的。

注：TVS的功率根據(jù)需要過的浪涌等級選擇，TVS電壓根據(jù)后 面電路或者元器件的耐受電壓選擇。

2.室外應用高浪涌等級（2KV以上）常用方案 

2.1、 12V以下直流電路防護方案 

特點：此電路涉及到接口的浪涌防護、靜電防護、EFT、傳導、輻

射，可根據(jù)測試項目選擇使用。 

二級保護，氣體放電管做粗保護，(如果有絕緣耐壓要求則氣

放管選型需注意)，TVS 做細保護，用空心電感 L1 退藕，浪涌

的殘壓很低，保險絲 F 是為了讓氣放管或者 TVS 短路失效后

斷開電 路，以防止短路電流過大造成火災，所有器件的選型需根

據(jù)放浪涌的等級及客戶的電路具體分析。

測試波形： 

     以 DC12V 為例，±6KV 測試：

2.2、12V 以上直流電源防護電路

電路涉及到接口的浪涌防護、靜電防護、EFT、傳導、輻射，可根據(jù)測試項目選擇使 用。 二級保護，壓敏電阻和氣體放電管做粗保護，(如果有絕緣耐壓要求則氣放管選型需注意)，TVS 做細保護，用空心電感 L1 退藕，浪涌的殘壓很低，保險絲 F 是為了讓壓敏電阻，氣體放電管放管 或者 TVS 短路失效后斷開電路，以防止短路電流 過大造成火災，所有器件的選型需根據(jù)放浪 涌的等級及客戶的電路具體分析。

2.3、防雷器件比較少，且防雷等級比較高的方案

此電路涉及到接口的浪涌防護、靜電防護、EFT、傳導、輻射，可根據(jù)測試項目選擇使用。 
TVS 需要大功率的 TVS，貼片的如 SM8S 系列，插件的 5KP，15KP 系列 。
氣體放電管如果無絕緣耐壓要求，選擇 90V 的，如果有選擇高壓（2 倍絕緣耐壓值）的氣放管。

此電路涉及到接口的浪涌防護、靜電防護、EFT、傳導、輻射，可根據(jù)測試項目選擇使用。

保護器件選型

關注公眾號：音特電子，輕松了解。

關鍵詞：TVS、PPTC、GDT、肖特基二極管、壓敏電阻。

太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池組件（Solar cells）是利用半導體材料的電子學特性實現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置，在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達國家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實現(xiàn)互補。目 前從民用的角度，在國外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是"光伏--建筑（照明）一體化"技術(shù)，而國內(nèi)主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括：太陽能電池組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。

太陽能發(fā)電系統(tǒng)需能承受過載、短路或電壓瞬變（雷擊、ESD等），并且需要保護元件達到規(guī)定標準或確?？煽康碾娐愤\行。

太陽能板保護:

太陽能電池按照12V或24V的額定輸出電壓排列成組。 雷擊為主要危害。 安裝時須注意電池正負極的正確連接，以及是否有已損壞的太陽能電池。

TVS瞬態(tài)抑制二極管：24V電路面板須使用5KP30A。

保險絲：額定電流須匹配電池面板的最大輸出功率。

控制器，電池組，逆變器也需要根據(jù)額定的電流匹配保險絲，具體可咨詢音特電子。

關鍵詞：TVS瞬態(tài)抑制二極管、保險絲。

1.1交流電源防雷電路：

采用復合對稱電路，共模、差模全保護，L、N 可以隨便接，正常工作時無漏電流。
① 壓敏電阻 RV1 短路失效后易引起火災，可在每個壓敏電阻串接陶瓷氣體放電管、溫度保險管， 最好串聯(lián)工頻保險絲以防工頻過電壓瞬間擊穿壓敏電阻起火；
② 選壓敏電壓高一點的更安全、耐用，故障率低，但殘壓略高；根據(jù)通流容量要求選擇外形尺寸和封裝形式，或采用幾個壓敏電阻并聯(lián)（壓敏電壓相近）。

③ 陶瓷氣體放電管失效模式大多為開路，不易引起火災，當兩者同時短路時亦會有危險；根據(jù)要求的通流容量選擇，氣體放電管和壓敏電阻都必須按照沖擊 10 次以上的降額值計算通流容量（壓敏電阻為一次沖擊通流容量的三分之一左右，氣體放電管為最大通流容量的一半左右）。
④ 溫度保險管應與壓敏電阻有良好的熱耦合，一般采用 130℃～135℃、10A/250V 的；
⑤ 玻璃放電管可代替陶瓷氣體放電管（當要求的通流容量≤3KA 時）

⑥ 輸出電流較大時，要在線上串聯(lián)自恢復保險絲 PTC。

1.2單向與三相串聯(lián)式交流電源：

2.直流電源防雷電路（-48V、24V、110V）

此串聯(lián)電路的單邊即為并聯(lián)模式電路，空心電 感 L≥20μH，導線直徑應按負載電流計算。

溫度保險管可置換為陶瓷氣體或玻璃放電管、 工頻保險絲，壓敏電阻也可置換為 TVS二極管。

如有問題，可通過網(wǎng)站聯(lián)系技術(shù)人員（www.www.ztby8.com）