微精选

一

产品概述

在传统储能系统普遍采用多串电池组的今天，沛城电子的PP-1K200-PC40521-1.1以极具颠覆性的3.3V单电芯架构，实现了1KWh大容量储能的工程突破。这款产品不仅是一台便携电源，更是一次对储能系统设计思路的重新思考——它用精妙的拓扑优化和数字控制算法，在200×170×33mm的紧凑空间内（净重仅1kg），完成了传统方案需要复杂BMS才能实现的安全与效率平衡。

三大设计突

破

• 单电芯高能效架构

彻底规避多串电池的均衡难题，通过创新的DC-DC升压方案实现3.3V→230V高效转换。

• 三模能量管理引擎

市电/光伏/电池三输入智能调度算法，自适应MPPT算法在12-36V宽输入范围内保持99%追踪效率。

• 硬件级安全防护体系

从电芯到逆变器的五级保护链路（OVP/UVP/OCP/OTP/SCP），三段式磷酸铁锂充电曲线。

星球测评工程师

问：为什么敢用单电芯做1KWh？

这个看似违反常识的设计，恰恰体现了沛城对拓扑优化和热管理的极致把控。这款产品或许会为你的下一个储能项目带来全新灵感——毕竟，当别人还在为多串电池的均衡烦恼时，沛城已经用单电芯架构打开了另一扇门。

二

样机介绍

1.公布参数

分类	主要参数
电池输入	电压范围：2.8V~3.65V DC（磷酸铁锂单电芯）
	最大放电电流：60A（瞬态峰值）
	充电方式：三段式（恒流/恒压/浮充）
光伏输入（MPPT）	工作电压：12V~36V DC
	最大功率：200W（20V以上输入）
	启动电压：≥9.1V
	最大输入电流：10A
市电输入（AC充电）	电压范围：176V~264V AC（50Hz/60Hz）
	最大输入电流：1.5A
	充电效率：≥85%（AC→电池）
AC逆变输出	额定功率：200W（纯正弦波）
	电压：230V AC ±5%（50Hz/60Hz）
	过载能力：300W/3秒（短时峰值）
	转换效率：85%（DC→AC，典型值）
DC输出（电池直供）	电压：3.3V DC（跟随电池电压）
	最大电流：60A（BAT+/-端子）
MPPT太阳能充电	追踪效率：≥99%
	充电效率：90%（Max）（PV→电池）
电池保护	过压保护（OVP）：3.65V±0.1V
	欠压保护（UVP）：2.8V±0.1V
	低温保护：< -20℃停止放电
逆变保护	过载保护：>200W持续5秒关断
	短路保护：<0.5ms响应
	过温保护：>65℃降额，>75℃关机
切换时间（市电↔电池）	UPS模式切换：≤20ms

| 总结

输入：支持3.3V电池（磷酸铁锂单电芯）、12-36V光伏、176-264V市电  

输出：200W纯正弦波AC + 3.3V/60A DC

功能：高效MPPT、多重保护、UPS功能“无缝切换 ” 

2.原理结构图

 由于图片清晰度的问题，完整版原理图请联系客服获取。

三

样机实测

1.AC输出效率测试

| 测试方法

电池端输入使用直流稳压电源，模拟单节电池，PCBA板端输入电压调至3.2V，使用仪器助手功率采集器，分别接输入和输出，记录输入电流、电压、输出电流、电压、计算转换效率。

| 测试结果

电池电压2.85V，输出50W-175W，效率范围：73.29%-77.19%（低电压最大只能输出175W）。

电池电压3.2V，输出50W-200W，效率范围：73.5%-83.44%。

电池电压3.65V，输出50W-200W，效率范围：71.01%-84.32%。

AC输出功率50W

AC输出功率100W

AC输出功率150W

AC输出功率200W

| 测试结论

系统在标准工作电压范围内转换效率表现优异，完全符合规格书设计要求。各电压段均能保持理想的能效水平，展现出出色的电压适应性和工况兼容性。其中，中压段运行最为稳定可靠，效率表现均衡；高压段可实现峰值效率输出，但存在一定波动；低压段自动限制输出功率的同时，仍能维持良好的工作效率。整体而言，系统在不同电压条件下的性能表现均能满足各类应用场景的需求。

2.AC输入充电效率测试

| 测试方法

AC-IN端输入，接220V/50Hz交流，电池端接稳压源和负载机，模拟电池功能，负载机设置恒压模式3.2V，使用仪器助手功率采集器，在输入和电池端各接一个功率采集器，记录交流输入的电压、电流、电池端电压、电流，计算转换效率。

| 测试结果

电池电压2.5V时，转换效率范围：71.04%-71.3%；电池电压3.2V时，转换效率范围：81.79%-81.97%；电池电压3.6V时，转换效率范围：81.28%-81.76%

AC输入 220V/50Hz

| 测试结论

磷酸铁锂最佳能量区间（3.0-3.3V）实现81.2%-81.9%充电效率，充电转换效率随电池电压升高显著提升。3.2V时达到峰值81.97%，2.5V低压段效率较低（71%左右），主要受DC-DC转换损耗影响，3.2V-3.6V高效区间效率稳定在81%以上。

3.PV输入充电效率测试

| 测试方法

PV输入端口，分别输入DC 12V/15V/20V/24V/36V,电池端接负载机和2.5V稳压源模拟电池，负载机设置恒压模式2.5V-3.6V，使用仪器助手功率采集器，在输入和电池端各接一个功率采集器，记录PV输入的电压、电流、电池端电压、电流，计算转换效率。

| 测试结果

实际测试中，大电流的时候，连接上线有一定程度线损压降，为了测量精确，我们单独额外增加了一个功率采集器，接到PCBA电池输入端，专门测试电池端电压。

12V输入，电池电压2.5V-3.6V，转换效率范围83.01%-88.15%

15V输入，电池电压2.5V-3.6V，转换效率范围81.62%-87.6%

20V输入，电池电压2.5V-3.6V，转换效率范围78.65%-85.97%

24V输入，电池电压2.5V-3.6V，转换效率范围78.87%-86.06%

36V输入，电池电压2.5V-3.6V，转换效率范围78%-85.26%

PV输入 DC 12V/15V/20V/24V/36V

| 测试结论

测试数据显示，12V输入时达到峰值效率88.15%，36V输入时效率降至85.26%，全电压范围内效率波动幅度约10%（78%-88%），低压段（12-15V）效率优势明显，比较规格书标称值（90%）差距1.4-8.4个百分点之间。

4.AC满载温度测试

| 测试方法

电池端输入电压3.6V，交流输出负载200W，测试30分钟，测试过程中，带PCBA自配的风扇散热，记录前级MOS温度、后级MOS温度，变压器温度、电感温度。

| 测试结果

测试中风扇正常开启，电感52.8度、变压器60.5度、后级MOS 47.6度、前级MOS 47.6度。

AC满载温度测试

| 测试结论

关键器件温度均控制在安全范围内小于65℃，变压器为最高温部件，但仍处于安全阈值，MOS管温度表现优异，显示良好散热设计，双风扇散热方案有效，温度均衡性优秀，无局部过热现象，持续满载30分钟温度曲线平稳。

5.PV充电温度测试

| 测试方法

PV端口36V输入，充电30分钟，记录PV降压模块上的MOS和电感温度。

| 测试结果

PV输入mos温度52.7℃、降压mos温度50.8℃、电感度38.8℃。

PV充电温度测试

| 测试结论

关键器件温升合理，PV输入MOS（52.7℃）、降压MOS（50.8℃）、电感（38.8℃）均远低于安全阀值，电感温度最低（<40℃），持续充电30分钟无过热，温度曲线平稳，符合工业级可靠性要求。

6.AC充电温度测试

| 测试方法

AC输入端使用220V/50HZ交流，风扇正常开启，充电30分钟，记录变压器，前级MOS、后级MOS温度。

| 测试结果

变压器温度56.5℃、前级MOS温度39.5℃、后级MOS温升度42.1℃。

AC充电温度测试

| 测试结论

所有器件温度均显著低于规格书75℃降额阈值，风扇散热效果显著，确保MOS管温度、变压器温度可控，支持持续满载运行，30分钟持续充电无过热现象，温度曲线稳定，实测数据较规格书留有充足余量。

7.电池充电过压保护测试

| 测试方法

在AC充电输入端，接市电交流220V，使用仪器助手功率采集器记录电池电压和电池端充电电流，充电过程中记录电池过压保护的电压点。

| 测试结果

电池电压3.68V，电池端充电电流开始下降，电池电压3.7V，等待约5秒，充电截止，进入过压保护状态。

电池充电过压保护测试

| 测试结论

过压保护按照规格书参数精准触发，3.7V时完全截止（符合规格书标称值3.65V±0.1V），触发后保持了5秒确认状态，避免误动作。

| 保护优化建议

磷酸铁锂电池（LiFePO₄）的推荐最高充电截止电压为 3.65V，超过此电压可能影响电池寿命及安全性。

| 优化方案

采用多级动态保护机制，实现精准电压控制，防止过充：

01.预警阶段（3.58V~3.60V）

检测到电压进入该范围，快速降低充电电流，避免电压突变。  

02. 逐级截止保护

3.65V（1秒）→ 充电完全截止（标准保护）  

3.70V（500ms）→ 紧急截止（增强保护）  

3.75V（300ms）→ 强制截止（极端情况保护）  

| 预期效果

有效防止电池过充，提高安全性；减少电压突变对电池寿命的影响；兼顾充电效率与保护可靠性。 

8.电池放电欠压保护测试

| 测试方法

使用仪器助手功率采集器记录电池电压和放电电流，设置电池电压3.0V开始，一直到2.0V，记录电池放电欠压保护点。

| 测试结果

电池在2.8V延时约1秒进入欠压保护，所有输出关闭。

电池放电欠压保护测试

| 测试结论

系统在电池电压降至2.8V时触发欠压保护，保护动作延时1秒确认后切断放电回路，保护点设置完全符合规格书要求（2.8V±0.1V）。

9.电池欠压禁止充电保护测试

| 测试方法

在AC充电输入端，接市电交流220V，使用仪器助手功率采集器记录电池电压和充电输入功率，记录允许充电的电池电压点。

| 测试结果

当电池电压小于2.5V时，充电截止，充电输入功率下降接近零，当电池电压等于2.5V，充电开始，充电输入功率大于一百瓦。

电池欠压禁止充电保护测试

| 测试结论

当电池电压<2.5V时，系统切断充电（功率≈0W），电压≥2.5V时自动恢复充电（功率>100W），欠压保护点符合规格书标称值（2.5V±0.1V），有效防止过放电池的强制充电风险。

| 保护优化建议

针对磷酸铁锂电池的特性（完全放电电压可能低至2.0V），建议在电池电压低于2.5V时实施以下保护机制：

01.预充电缓升机制 – 采用渐进式充电方式，避免大电流冲击

02.预充电超时管理 – 设置合理的充电时间阈值，确保电池安全

该方案可实现三重效益：

01.延长电池使用寿命

02.提升用户体验（解决低电压无法充电问题）

03.优化安全性与用户体验的平衡

实施后可有效降低因电池低压无法充电导致的售后。

04

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。

PCBA方案核心亮点

• 单电芯高能效架构
  相比传统多串电池组，减少均衡电路损耗，提升系统可靠性

• 三模输入（市电/太阳能/电池）
  支持200W光伏快充（12-36V宽电压输入，MPPT追踪效率≥99%）  

• 纯正弦波逆变输出（230V/50Hz）
  兼容精密电子设备与电机类负载（如医疗设备、电动工具）

• 军用级环境适应
   -20℃极寒放电/60℃高温运行，3000米海拔适用（2000米以上智能降额）  

• 五重安全防护
  过压/欠压/过流/过温/短路全保护，符合IEC61000-4-5防雷标准

这款产品以“小体积、大能量、高安全”为核心，重新定义了便携储能的性能边界，尤其适合追求轻量化与高可靠性的户外探险者、应急备灾家庭及专业领域用户。

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