储能电源中必不可缺的电路保护

电子发烧友网报道（文/黄山明）随着露营经济的发展，便携储能电源也在近年来呈现出快速增长的趋势。根据中国化学与物理电源行业协会的预测，全球便携式储能电源市场规模将从2021年的111.3亿元人民币增长至2026年的882.3亿元人民币，年复合增长率达到了51.3%。此外，该协会还预计到2026年，全球便携式储能电源的出货量将增长至3110万台。

而户外电源的增多，也让用户对这类产品的性能与安全要求有了进一步的提升，比如在安全性上，储能电源使用时如何保障用户的安全，成为重点。这里面便涉及到储能电源的电路保护，就像是家庭电路当中的保险丝一样。

储能电源中的电路保护

通常来说，一个移动储能电源中包含三块主板，主要有AC充电模块、逆变器模块及输出保护电路板。

其中AC充电模块，也就是对接交流电输入，那么就需要有过压保护、过流保护、电流抑制NTC功率型热敏电阻等，来组成电路保护。比如过压保护上，一般设定在输入电压的10%-20%以上。例如，如果输入电压为230V AC，那么过压保护可能设置在253V AC到276V AC之间。

同时还需要具备一定的浪涌保护能力，根据IEC 61000-4-5标准，可能需要承受至少6kV的浪涌电压。

便携式储能系统中的逆变器模块是将电池的直流电转换为交流电的关键组件。由于便携式储能设备通常在户外或各种环境下使用，因此逆变器的设计需要特别考虑安全性与可靠性。

逆变器设计中可能包括如保险丝、热敏电阻、继电器、温度传感器等元件，这些产品需要体积小。此外，还需要合适的控制逻辑来监控这些参数并在必要时触发保护机制。

在选品上，比如热敏电阻可以选用村田的NTC Thermistor NCP15XH系列，特点是高精度、快速响应、稳定性好，适用于各种温度检测场合，也可以用Semitec的103AT系列，具备小型化、宽温度范围、高灵敏度的特点，适合便携设备使用。

继电器是一种通过较小的电流来控制较大电流的开关装置，可用于过载保护、过压保护等。可以选择欧姆龙的G7L系列，具有小型化设计、长寿命、低功耗，适用于多种控制电路。或者松下的DPT系列，紧凑型、高可靠性、低噪音，适合用于便携式设备。

温度传感器用于精确测量温度，可以是数字式或模拟式的。选择很多，比如可以用TI的TMP117，具有高精度（±0.2°C）、低功耗、I²C接口，适合需要精确温度监测的应用。NXP的LM75，可以数字输出、可编程告警设置、占用空间小，适合集成到微控制器系统中。

在输出电流保护板上，通常作用是将AC与DC之间转换，功率越大，电流越大。以一个16传10并1100W的输出电流保护板为例，上面可以并联4个30A插片式保险丝，此外还拥有NTC热敏电阻温度传感器，用来监控电池温度。

NTC热敏电阻最高精度可以做到0.5%，普通的则为1%-5%，一般电阻值选10K-100K，B值最常出的是3435K/3950K这二种，线性产品可申入散热片或者电池组当中，测温更准确。贴片的产品，特点在于节省成本，效率更高，体积小。

基本上来说，便携式储能中的电路安全保护，主要分为电流保护、过温保护、过压保护等，电流保护主要依靠熔断式插片保险丝来实现，过温保护则通过芯片加NTC温度传感器来实现，而过压保护则主要依靠压敏电阻。

小结

储能产品的电路保护是一项复杂且重要的任务，涉及多种技术与设备的结合使用，确保储能系统在各种极端和异常条件下的安全与稳定性。在实际应用中，应该根据具体的便携式储能系统的需求来选择合适的保护方案，并且需要通过严格的测试来验证这些保护功能的有效性和可靠性。设计过程中还需要遵守相关的电气安全标准，比如UL、CE或其他国际或国家标准。