摘要：为有效解决建筑现场用电困难的问题，推动工业产业的现代化高速发展，在建筑施工用电中，可通过对电压逆变技术的有效利用，实现用电便捷化，同时结合工业用电时间段的费用差错峰用电，强化建筑施工用电节能环保的效果。文章围绕锂电池220V移动电源在实际中环保、安全的优势，对其基于电压逆变技术的开发方式进行分析，对其设计要点和过程进行研究，以供参考。

关键词：电压逆变技术；锂电池；移动电源开发

1.锂电池220V移动电源的优点

1.1环保性能

在建筑施工用电中应用传统的汽油发电机，通常会排放大量二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和其他有害气体，对气体环境质量造成严重污染和损害，加剧全球气候变化，并对人类健康造成一定威胁。但锂电池220V移动电源在设计的过程中，由于其在技术层面具有更强的先进性，不仅可以作为建筑施工现场的移动电源保障各种设备电力供应的稳定性，促进工程施工效率不断提高，具有高效便捷的特点，同时还在其充放电的过程中，不会产生任何有害物质，且其内部不含汞铅等液体，也不会对环境造成污染，具有无污染、无噪声的优势。

此外，从应用成本的角度对比传统汽油发电机和锂电池移动电源可以发现，前者在使用过程中不仅需要购买大量燃油，而且在其使用过程中定期维护和保养也需投入较多成本，平均一天使用成本基本维持在40元以上，但移动电源在使用过程中仅需简单充电即可，平均每天的使用成本仅需2元。在重量上，汽油发电机体型庞大，不仅需要占用较大空间，且不易搬运，而移动电源不仅可以保障其体积重量较小和自放电功率较低，还具有更突出的便于携带的优势。

1.2锂电安全

汽油发电机和三级电箱作为建筑工程施工中最常用的电力设施，在实际的使用过程中通常存在较大的安全隐患，对工程用电和施工安全造成威胁。汽油发电机的燃料具有易燃易爆的特点，如果在使用期间不慎使其与火源发生接触，就会引发严重的火灾等事故，且如果相关人员没有及时做好设备维修和养护工作，导致设备老化问题愈发严重，还会引发设备故障，增加其发生爆炸事故的可能。三级电箱在使用过程中若存在电箱没有接地或内部线路短路和老化等问题，都会导致电流正常流通受到影响，进而引发电击、火灾等事故。

与之相比，基于电压逆变技术的锂电池220V移动电源可以精准控制电压和电流大小，避免其在运行过程中出现短路或过载等安全问题，同时该电源还设置短路保护、过放保护、过充保护等多重安全保护措施。同时还能根据不同市场的具体需求选择不同功率和性能的移动电源产品，比如，市场中皮小电这一移动电源品牌根据市场调研结果，针对不同建筑工程设备实际使用数量，分别设计了3KW和5KW两个不同峰值功率的产品，在与中建八局项目合作中，既可以满足工地设备的正常使用，还能有效应对一台及其多工人使用的情况，得到市场认可。

2.锂电池220V移动电源在电压逆变技术下的开发方式

2.1锂电池管理模块设计

为使移动电源满足工程施工用电的使用需求，在设计锂电池管理模块的过程中，可采用直接交互锂电池组的方式，确保其在实际运行过程中处于安全的电气状态。在锂电池管理模块完成安全设计，不仅要确保其整体的总电流、总电压和温度得到有效控制，确保其始终处于允许范围内，同时还要提高对其中单个锂电池工作状态的重视程度，实时监控锂电池运行状态，避免其出现在较大电流下长时间运行、电流过大超过电流标准、放电至电压过低、充电至电压过高等问题，并禁止其在温度过低或过高的环境下开展强制工作，缩小锂电池之间的电压差距，使其在实际使用中无限接近有效电容量[1]。

在开发设计锂电池移动电源中的管理模块时，要以实时采集电流、电压和温度的实时数据为基础功能，在此基础上完成电量均衡、电流过小休眠、电流过大断电保护、欠压断电保护、过压断电保护、低温断电保护、高温断电保护等各项功能，以锂电池移动电源安全使用为核心，确保其锂电池组整体在性能良好的状态下持续稳定运行，强化整个系统工作的高效性和安全性。

2.2逆变电路结构控制设计

考虑到锂电池移动电源在实际使用过程中，其逆变电路结构主要发挥交换直流电和交流电的功能，在锂电池正向充电时，需将使其完成交流到直流的转换，反之，在其反向放电时，则需要其完成从直流到交流的转变。对此，在锂电池220V移动电源开发设计中还要利用电压逆变技术，综合考虑实际电网电压的稳定性、电池组的供电能力等要素，为其各项技术指标留出一些余量。

在逆变电路结构控制设计中，可采用Boots型拓扑，使其有效处理该电路问题，实现交流电和直流电的转换，同时完成升压后的降压工作，应用基本型Boots无桥逆变PFC结构，将二极管整流桥去除，直接在每个桥臂设置一个功率开关管和一个功率二极管，在实际的使用过程中也可以用快恢复二极管替代功率二极管[2]。做好源漏反并联体二极管在功率开关管的设置。在此基础上使两个桥臂分别连接两个电感，并在电感的另一端连接交流母线。在经过电解电容的大电容C滤波后，将其输出电流加在负载上。

2.3反向逆变仿真

为保证基于电压逆变技术的锂电池220V移动电源在实际建筑工程用电中的应用效果，在移动电源开发设计完成后还要对其反向逆变开展仿真测试，由于其正向PFC和反向逆变共同相同的电路结构，因此，在其仿真测试中仅需对其输出和输入做出改变即可，利用Matlab完成仿真电路的搭建，对其电路结构中输出电容、输入电容、电感、输入电源和输出负载等参数进行适当调整。结合反向逆变控制的设计理论，完成反向逆变SPWM控制框图的搭建，根据其中RMS模块中交流电压实际输出的有效值，对基准值进行对比，结合差值在经过PI补偿后与标准正弦波相乘，将其结果作为内环参考值，然后以交流电压瞬时值和外环输入参考值的差值，依次完成PI补偿和三角波交截，最终得到准确的控制信号。结合仿真测试电路中输出交流电流和电压波形，明确其电压峰值，并在控制其他参数不变的前提下，对仿真电路中负载进行调整，根据输出交流电流和电压波形中高次谐波的占比，对其控制效果的有效性进行论证。

2.4锂电池管理系统测试

在锂电池管理系统测试中，主要包含电压采样测试和均衡功能测试两项内容。在电压采样测试中，以万能表作为主要的测量设备，在明确锂电池组电压的基础上，对该移动电源系统在上电1min后展开测试，对输出端口的电压进行直接测量，并利用MCU读取电压作为修正值，对两者测得的电压差值进行计算，分析其误差来源。在均衡功能测试中，技术人员要先对锂电池组进行放电处理，使各个电池间产生较大的压差，然后对其采取充电措施，直至其达到标准电压为止，使锂电池组恢复均衡状态。在完成这些均衡功能测试操作的过程中，用万用表对均衡前后的电池端电压进行直接测量，对比其标准差和极差，结合具体的数值差异，判断该锂电池移动电源是否符合开发设计的相关要求。

结论：综上所述，移动电源作为当代社会各种电子产品普及化应用下的重要产物，在其开发设计中要结合其具体的应用场景，完成相应实用功能的开发设计，同时从安全角度出发，改进移动电源锂电池材料端，充分发挥其环保、安全的应用优势，通过对其开发设计环节的优化和性能功能的测试，促进其能力、寿命、容量进一步提升，满足当前建筑施工用电市场的现实需求，保障施工过程的安全性。

参考文献：

[1]陈子峰. 高性能锂电池有机电极材料的研究[D]. 天津：天津大学，2021.

[2]王智，马新月.便携式数字设备用移动电源国家标准及认证规则解析[J].质量与认证，2021（S1）：339-342.