- 單電芯高能效架構(gòu)
- 三模能量管理引擎
市電/光伏/電池三輸入智能調(diào)度算法，自適應(yīng)MPPT算法在12-36V寬輸入范圍內(nèi)保持99%追蹤效率。
- 硬件級(jí)安全防護(hù)體系
從電芯到逆變器的五級(jí)保護(hù)鏈路（OVP/UVP/OCP/OTP/SCP），三段式磷酸鐵鋰充電曲線。
星球測(cè)評(píng)工程師問(wèn)：為什么敢用單電芯做1KWh？
| 總結(jié)
輸入：支持3.3V電池（磷酸鐵鋰單電芯）、12-36V光伏、176-264V市電 輸出：200W純正弦波AC + 3.3V/60A DC功能：高效MPPT、多重保護(hù)、UPS功能“無(wú)縫切換 ” 2.原理結(jié)構(gòu)圖
由于圖片清晰度的問(wèn)題，完整版原理圖請(qǐng)聯(lián)系客服獲取。
三樣機(jī)實(shí)測(cè)1.AC輸出效率測(cè)試| 測(cè)試方法
電池端輸入使用直流穩(wěn)壓電源，模擬單節(jié)電池，PCBA板端輸入電壓調(diào)至3.2V，使用儀器助手功率采集器，分別接輸入和輸出，記錄輸入電流、電壓、輸出電流、電壓、計(jì)算轉(zhuǎn)換效率。
| 測(cè)試結(jié)果
電池電壓2.85V，輸出50W-175W，效率范圍：73.29%-77.19%（低電壓最大只能輸出175W）。
電池電壓3.2V，輸出50W-200W，效率范圍：73.5%-83.44%。
電池電壓3.65V，輸出50W-200W，效率范圍：71.01%-84.32%。
| 測(cè)試結(jié)論
系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)工作電壓范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換效率表現(xiàn)優(yōu)異，完全符合規(guī)格書(shū)設(shè)計(jì)要求。各電壓段均能保持理想的能效水平，展現(xiàn)出出色的電壓適應(yīng)性和工況兼容性。其中，中壓段運(yùn)行最為穩(wěn)定可靠，效率表現(xiàn)均衡；高壓段可實(shí)現(xiàn)峰值效率輸出，但存在一定波動(dòng)；低壓段自動(dòng)限制輸出功率的同時(shí)，仍能維持良好的工作效率。整體而言，系統(tǒng)在不同電壓條件下的性能表現(xiàn)均能滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
2.AC輸入充電效率測(cè)試| 測(cè)試方法
AC-IN端輸入，接220V/50Hz交流，電池端接穩(wěn)壓源和負(fù)載機(jī)，模擬電池功能，負(fù)載機(jī)設(shè)置恒壓模式3.2V，使用儀器助手功率采集器，在輸入和電池端各接一個(gè)功率采集器，記錄交流輸入的電壓、電流、電池端電壓、電流，計(jì)算轉(zhuǎn)換效率。
| 測(cè)試結(jié)果
電池電壓2.5V時(shí)，轉(zhuǎn)換效率范圍：71.04%-71.3%；電池電壓3.2V時(shí)，轉(zhuǎn)換效率范圍：81.79%-81.97%；電池電壓3.6V時(shí)，轉(zhuǎn)換效率范圍：81.28%-81.76%
| 測(cè)試結(jié)論
磷酸鐵鋰最佳能量區(qū)間（3.0-3.3V）實(shí)現(xiàn)81.2%-81.9%充電效率，充電轉(zhuǎn)換效率隨電池電壓升高顯著提升。3.2V時(shí)達(dá)到峰值81.97%，2.5V低壓段效率較低（71%左右），主要受DC-DC轉(zhuǎn)換損耗影響，3.2V-3.6V高效區(qū)間效率穩(wěn)定在81%以上。
3.PV輸入充電效率測(cè)試| 測(cè)試方法
PV輸入端口，分別輸入DC 12V/15V/20V/24V/36V,電池端接負(fù)載機(jī)和2.5V穩(wěn)壓源模擬電池，負(fù)載機(jī)設(shè)置恒壓模式2.5V-3.6V，使用儀器助手功率采集器，在輸入和電池端各接一個(gè)功率采集器，記錄PV輸入的電壓、電流、電池端電壓、電流，計(jì)算轉(zhuǎn)換效率。
| 測(cè)試結(jié)果
實(shí)際測(cè)試中，大電流的時(shí)候，連接上線有一定程度線損壓降，為了測(cè)量精確，我們單獨(dú)額外增加了一個(gè)功率采集器，接到PCBA電池輸入端，專門測(cè)試電池端電壓。
12V輸入，電池電壓2.5V-3.6V，轉(zhuǎn)換效率范圍83.01%-88.15%
15V輸入，電池電壓2.5V-3.6V，轉(zhuǎn)換效率范圍81.62%-87.6%
20V輸入，電池電壓2.5V-3.6V，轉(zhuǎn)換效率范圍78.65%-85.97%
24V輸入，電池電壓2.5V-3.6V，轉(zhuǎn)換效率范圍78.87%-86.06%
36V輸入，電池電壓2.5V-3.6V，轉(zhuǎn)換效率范圍78%-85.26%
關(guān)鍵器件溫升合理，PV輸入MOS（52.7℃）、降壓MOS（50.8℃）、電感（38.8℃）均遠(yuǎn)低于安全閥值，電感溫度最低（<40℃），持續(xù)充電30分鐘無(wú)過(guò)熱，溫度曲線平穩(wěn)，符合工業(yè)級(jí)可靠性要求。
6.AC充電溫度測(cè)試| 測(cè)試方法
AC輸入端使用220V/50HZ交流，風(fēng)扇正常開(kāi)啟，充電30分鐘，記錄變壓器，前級(jí)MOS、后級(jí)MOS溫度。
| 測(cè)試結(jié)果
變壓器溫度56.5℃、前級(jí)MOS溫度39.5℃、后級(jí)MOS溫升度42.1℃。
| 測(cè)試方法
在AC充電輸入端，接市電交流220V，使用儀器助手功率采集器記錄電池電壓和電池端充電電流，充電過(guò)程中記錄電池過(guò)壓保護(hù)的電壓點(diǎn)。
| 測(cè)試結(jié)果
電池電壓3.68V，電池端充電電流開(kāi)始下降，電池電壓3.7V，等待約5秒，充電截止，進(jìn)入過(guò)壓保護(hù)狀態(tài)。
過(guò)壓保護(hù)按照規(guī)格書(shū)參數(shù)精準(zhǔn)觸發(fā)，3.7V時(shí)完全截止（符合規(guī)格書(shū)標(biāo)稱值3.65V±0.1V），觸發(fā)后保持了5秒確認(rèn)狀態(tài)，避免誤動(dòng)作。
| 保護(hù)優(yōu)化建議
磷酸鐵鋰電池（LiFePO?）的推薦最高充電截止電壓為 3.65V，超過(guò)此電壓可能影響電池壽命及安全性。| 優(yōu)化方案
采用多級(jí)動(dòng)態(tài)保護(hù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)電壓控制，防止過(guò)充：
01.預(yù)警階段（3.58V~3.60V）
檢測(cè)到電壓進(jìn)入該范圍，快速降低充電電流，避免電壓突變。
02. 逐級(jí)截止保護(hù)
3.65V（1秒）→ 充電完全截止（標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)） 3.70V（500ms）→ 緊急截止（增強(qiáng)保護(hù)） 3.75V（300ms）→ 強(qiáng)制截止（極端情況保護(hù)）| 預(yù)期效果
有效防止電池過(guò)充，提高安全性；減少電壓突變對(duì)電池壽命的影響；兼顧充電效率與保護(hù)可靠性。
8.電池放電欠壓保護(hù)測(cè)試| 測(cè)試方法
使用儀器助手功率采集器記錄電池電壓和放電電流，設(shè)置電池電壓3.0V開(kāi)始，一直到2.0V，記錄電池放電欠壓保護(hù)點(diǎn)。
| 測(cè)試結(jié)果
電池在2.8V延時(shí)約1秒進(jìn)入欠壓保護(hù)，所有輸出關(guān)閉。
系統(tǒng)在電池電壓降至2.8V時(shí)觸發(fā)欠壓保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作延時(shí)1秒確認(rèn)后切斷放電回路，保護(hù)點(diǎn)設(shè)置完全符合規(guī)格書(shū)要求（2.8V±0.1V）。
9.電池欠壓禁止充電保護(hù)測(cè)試| 測(cè)試方法
在AC充電輸入端，接市電交流220V，使用儀器助手功率采集器記錄電池電壓和充電輸入功率，記錄允許充電的電池電壓點(diǎn)。
| 測(cè)試結(jié)果
當(dāng)電池電壓小于2.5V時(shí)，充電截止，充電輸入功率下降接近零，當(dāng)電池電壓等于2.5V，充電開(kāi)始，充電輸入功率大于一百瓦。
當(dāng)電池電壓<2.5V時(shí)，系統(tǒng)切斷充電（功率≈0W），電壓≥2.5V時(shí)自動(dòng)恢復(fù)充電（功率>100W），欠壓保護(hù)點(diǎn)符合規(guī)格書(shū)標(biāo)稱值（2.5V±0.1V），有效防止過(guò)放電池的強(qiáng)制充電風(fēng)險(xiǎn)。
| 保護(hù)優(yōu)化建議
針對(duì)磷酸鐵鋰電池的特性（完全放電電壓可能低至2.0V），建議在電池電壓低于2.5V時(shí)實(shí)施以下保護(hù)機(jī)制：01.預(yù)充電緩升機(jī)制 - 采用漸進(jìn)式充電方式，避免大電流沖擊
02.預(yù)充電超時(shí)管理 - 設(shè)置合理的充電時(shí)間閾值，確保電池安全
該方案可實(shí)現(xiàn)三重效益：
01.延長(zhǎng)電池使用壽命
02.提升用戶體驗(yàn)（解決低電壓無(wú)法充電問(wèn)題）
03.優(yōu)化安全性與用戶體驗(yàn)的平衡
實(shí)施后可有效降低因電池低壓無(wú)法充電導(dǎo)致的售后。
04測(cè)試儀器本次測(cè)試過(guò)程中所使用的測(cè)試儀器如下：
這是一款儀器助手推出的功率采集器/溫度采集器，用于采集直流和交流電壓、電流、功率、PF值、頻率、溫度，還有無(wú)線通訊功能，可以和電腦進(jìn)行連接，電腦端軟件能幫助工程師實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試數(shù)據(jù)分析，溫度曲線、轉(zhuǎn)換效率、充放電曲線，電流曲線，功率曲線，電壓曲線等功能，是電子工程師的理想測(cè)試工具。
PCBA方案核心亮點(diǎn)- 單電芯高能效架構(gòu)相比傳統(tǒng)多串電池組，減少均衡電路損耗，提升系統(tǒng)可靠性
- 三模輸入（市電/太陽(yáng)能/電池）支持200W光伏快充（12-36V寬電壓輸入，MPPT追蹤效率≥99%）
- 純正弦波逆變輸出（230V/50Hz）兼容精密電子設(shè)備與電機(jī)類負(fù)載（如醫(yī)療設(shè)備、電動(dòng)工具）
- 軍用級(jí)環(huán)境適應(yīng) -20℃極寒放電/60℃高溫運(yùn)行，3000米海拔適用（2000米以上智能降額）
- 五重安全防護(hù)過(guò)壓/欠壓/過(guò)流/過(guò)溫/短路全保護(hù)，符合IEC61000-4-5防雷標(biāo)準(zhǔn)
本文測(cè)試過(guò)程中用到的InstruHelper儀器助手測(cè)試工具，如有需要的工程師請(qǐng)聯(lián)系星球測(cè)評(píng)客服專員--沛沛，數(shù)量有限，先到先得。
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