必易微为电动自行车厂商提供一站式芯片解决方案，覆盖AC-DC、BMS和电机驱动IC等类别（上）
电动两轮车主要有三类：电动自行车、电动轻便摩托车和电动摩托车。其中电动自行车作为一种既低碳又便捷的短途出行工具，广泛应用于个人出行、外卖配送以及共享出行等领域。据统计，截至2022年12月，中国电动自行车的社会保有量已达3.5亿辆，年产量超过3500万辆，均已位居世界第一。
新国标对电动自行车进行了较为明确的规范：
表 1. 电动两轮车新国标规范
无论哪种电动两轮车，系统框架都基本一致，主要分为：电池组、电机驱动与控制、仪表盘报警器等部分。
图 1. 电动两轮车线路连接图
必易微可为电动自行车厂商提供一站式芯片解决方案，覆盖AC-DC、BMS、电机驱动IC、高压Buck 、LED驱动和信号链等类别，帮助客户提高产品性能和价格优势。
图 2. 电动自行车系统框图
充电器方案
相较于LLC方案，双管反激方案在300W以内的充电器方案中有一定优势，详细内容可以查阅前期发布的《【应用】必易微提供全套PFC+双管反激方案，助您轻松实现高性价比的产品迭代升级》文章。
PFC+LLC方案KP2806A+KP2591A，可轻松适配两轮自行车400W充电器需求。
图 3. KP2806A+KP2591A典型应用电路
方案1 KP2806(A)
KP2806(A)是一款高性能，准谐振式（QR）升压型（Boost）恒压功率因数校正（PFC）控制器，配置Boost Follower功能，可轻松实现全压范围的PFC设计。
KP2806(A)最高钳频在500kHz，满载时芯片工作在CRM，负载降低时芯片工作在DCM，通过降低工作频率甚至进入 Burst 模式来提高系统轻载效率。芯片通过优化CRM/DCM控制算法和输入线电压前馈补偿，能轻松实现高功率因数（PF）和低输入谐波（THD） 的性能。
图 4. KP2806A THD测试数据
图 5. KP2806A PF测试数据
方案2 KP2591(A)
KP2591(A)集成了半桥驱动，可直接输出 50% 占空比的互补驱动，支持最高频率350kHz。
芯片采用高压启动，集成AC掉电检测以及X电容放电功能，可以满足快速启动和低待机的要求。另外芯片可通过外部信号控制进入低待机模式，进一步降低了系统的待机损耗。
芯片集成的自适应死区控制的功能，确保功率开关管零电压开通（ZVS），提高了系统效率。同时芯片集成了容性区保护功能以避免桥臂直通和硬开关，提高了系统的可靠性。
图 6. KP2806A+KP2591A 效率表现
图 7. KP2806A+KP2591A待机功耗
150W以内的充电器方案，必易微的反激方案在成本与设计上都具有相对优势。
方案3 KP220X
KP220X是一款针对离线式反激变换器的高性能电流模式PWM控制器，可支持150W以内的电动自行车充电器功率需求。芯片采用绿色节能模式，打嗝模式，中载谷底导通模式，重载进入CCM模式等优化系统效率，可轻松满足六级能效要求。
KP220X VDD耐压高达76V，可有效避免制程与应用中常见的VDD失效。另外，KP220X搭配了精确可调的输出OVP/UVP功能（DEM脚）以及可调的CS OTP功能，支持电动车充电器实现充分的安全设计。
图 8. KP220X+KP4050典型应用电路
KP220X系列提供100kHz最大工作频率的选型KP2205，可以为充电适配器实现更高的功率密度。
表 2. KP2203/KP2205最大工作频率
必易微副边同步整流驱动方案KP4050与KP220X高度适配，可一站式完成充电适配器反激方案设计。
电动车的续航里程越来越远，对于充电器的功率要求也在进一步提高。随着必易微双路交错PFC与LLC产品的推出，目前必易微最高可支持约1kW充电功率方案。必易微AC-DC团队也在积极推进更大功率电源产品与方案。
表 3. PFC方案选型表
表 4. 反激方案选型表
表 5. LLC方案选型表
方案1 KP35112
KP35112是一款高性能低成本PWM控制功率开关，外围电路简单，器件个数少。KP35112集成150V MOS，适用于电动自行车电池包后级降压方案。
图 9. KP35112典型应用电路
KP35112输出可调（FB浮空时默认输出12V)，支持1A稳定输出，1.5A峰值输出，可满足电池包后端各种不同负载的供电需求。其最大工作频率为180kHz，有效避免了电源对PKE通信（125kHz）的干扰。
多模式的PWM控制技术提升了线性调整率和负载调整率的同时，可实现全负载范围内消除噪音与优秀的待机损耗。
图 10. 线性调整率与负载调整率
表 6. 非隔离转换器方案选型表
方案1 KP52100X
电动两轮车的锂电目前普遍在10串以上（≥36V），外加电池驱动电机时，输出线普遍存在高压毛刺。所以，电池包内部的系统供电需要较高耐压的DC-DC方案。
KP52100X是一款最高支持100V输入的同步降压转换器。
图 11.KP52100X典型应用电路
凭借集成的高压侧和低压侧MOSFET，KP52100X可提供高达1A的输出电流和3A的峰值电流限制。KP52100X采用恒定导通时间COT控制架构，可以实现出色的负载和线路瞬态响应。
图 12. From 0A to 0.5A，0.16A/μs
图 13.From 0A to 1A，0.16A/μs
KP52100X在省电模式（PSM）运行时仅有90μA静态电流和3μA的关断电流，可实现优秀的轻载效率。
外围可调的最大工作频率（100kHz至1.2MHz），为效率优化和丰富的外围设计提供可能。可调的最小导通时间（50ns）支持芯片在高输入时依旧可支持低输出，使其成为高电池数电池组应用的绝佳选择。
KP52100X同时具有Powergood指示器，可直观反映输出电压是否建立成功。PGOOD信号可以指导后级电源的启动时间，同时实现故障保护和输出监控。
表 7. DC-DC选型表
本文先介绍以上电动自行车中的电源方案。必易微在电源领域深耕多年，产品与应用积累丰富。欢迎大家咨询交流。
必易微近年在电机驱动、BMS与信号链等领域持续努力扩充产品，下一篇将进一步介绍必易微此类产品在电动车应用中的解决方案，大家可点击下方链接查看：必易微为电动自行车厂商提供一站式芯片解决方案，覆盖AC-DC、BMS和电机驱动IC等类别（下）。
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产品型号
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品类
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封装
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拓扑电路
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最大功率(W)
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工作模式
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最高频率(kHz)
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输出特性
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启动方式
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能效标准
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待机功耗(mW)
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VDDmax(V)
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KP212
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PSR 控制器
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SOT23-6
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Buck/Flyback
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65
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DCM
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70
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CC&CV
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电阻启动
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六级
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<75
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30
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选型表 - 必易微 立即选型
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可定制变压器支持60W-600W范围，额定电流最高10A，漏感稳定度最小3%；支持开关变压器、电流感测变压器、栅极驱动变压器、LLC谐振变压器、PoE变压器等产品定制。SPQ为5K。
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可定制车规级电感的电流范围0.3~17.9A，尺寸最小1x0.55x0.5mm到最大12.5x12.5x6mm，工作频率100KHz~2MHz，感值范围：0.47uH~4.7mH。符合IATF16949和AECQ-200。SPQ为5K。
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授权代理品牌：电工工具及材料
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