全業(yè)電子:自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在移動(dòng)電源電路防護(hù)中的應(yīng)用

　　如今智能手機(jī)耗電量越來(lái)越大，大部分的智能手機(jī)電池都不可拆卸，一款容量大攜帶方便的移動(dòng)電源就成了人們出門旅行必備的電子產(chǎn)品。但最近移動(dòng)電源安全事故頻出，讓消費(fèi)者與工程師不得不重新審視移動(dòng)電源的設(shè)計(jì)與研發(fā)，除開(kāi)移動(dòng)電源的內(nèi)部構(gòu)造，對(duì)于移動(dòng)電源中的電路防護(hù)，你又了解多少呢?

　　移動(dòng)電源的設(shè)計(jì)，首先要安全的給聚合物電池充電，因?yàn)殡姵爻杀颈容^高，而且為了系統(tǒng)的安全可靠工作，要有一個(gè)充電管理系統(tǒng)。當(dāng)需要給便攜式設(shè)備充電時(shí)，聚合物電池對(duì)外放電，因?yàn)楸銛y式設(shè)備普遍輸入電壓為5V，所以有一個(gè)升壓5V的系統(tǒng)。不論是充電管理系統(tǒng)還是升壓系統(tǒng)，都需要電路板來(lái)提供，所以移動(dòng)電源內(nèi)部電路板設(shè)計(jì)得好壞決定了產(chǎn)品的智能與否。

　　1.過(guò)充保護(hù);鋰電池過(guò)充保護(hù)是用電源管理芯片去檢測(cè)電壓實(shí)現(xiàn)的，芯片內(nèi)部在基準(zhǔn)設(shè)置狀態(tài)下(手機(jī)鋰電池一般為3.5V)。當(dāng)基準(zhǔn)慢慢上升，當(dāng)上升到VSS-VDD設(shè)計(jì)值時(shí)，這時(shí)的電壓就是保護(hù)過(guò)充關(guān)斷電壓，通過(guò)邏輯關(guān)系輸出低或者高電平來(lái)控制外部控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)充保護(hù)。當(dāng)電壓緩慢下降時(shí)設(shè)置VSS-VDD電壓值來(lái) 取基準(zhǔn)值當(dāng)基準(zhǔn)檢測(cè)到在設(shè)置以下時(shí)，這是邏輯關(guān)系解除過(guò)充保護(hù)。

　　2.過(guò)放保護(hù);過(guò)放保護(hù)電壓是指放電過(guò)渡時(shí)保護(hù)電池的最低電壓，放電到這個(gè)電壓點(diǎn)時(shí)，保護(hù)電路切斷電路，達(dá)到保護(hù)電池的目的。根據(jù)電池壽命與放電深度的關(guān)系及電池電壓 與放電率和放電深度關(guān)系，結(jié)合設(shè)備實(shí)際負(fù)荷，確定電池放電終止電壓，設(shè)計(jì)電池放電防護(hù)電路。

　　3.短路保護(hù);短路造成的回路電流一般在額定工作電流的10倍以上，而過(guò)電流保護(hù)需要延遲約幾十毫秒，直接短路導(dǎo)致的數(shù)十倍額定電流在幾十毫秒內(nèi)也會(huì)對(duì)電池組的性能產(chǎn) 生影響。現(xiàn)有的保護(hù)方式有PPPTC法，該方法是通過(guò)電流產(chǎn)生的熱切斷回路，也需要毫秒級(jí)的反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)增加了回路中的阻抗。也有專用于電池組的短路集成芯片，此芯片應(yīng)用范圍窄、成本高。

　　4.PPTC介紹;PPTC采用高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，攙加導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過(guò)特殊的工藝加工而成。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(PPTC：高分子自恢復(fù)保險(xiǎn)絲)是一種正溫度系數(shù)聚合物熱敏電阻，作過(guò)流保護(hù)用，可代替電流保險(xiǎn)絲。由于聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲為導(dǎo)體，其上會(huì)有電流通過(guò)。當(dāng)有過(guò)電流通過(guò)聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲時(shí)，產(chǎn)生的熱量(為I2R)將使其膨脹。從而碳黑粒子將分開(kāi)、聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻將上升。這將促使聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲更快的產(chǎn)生熱、膨脹得更大，進(jìn)一步使電 阻升高。當(dāng)溫度達(dá)到125°C時(shí)，電阻變化顯著，從而使電流明顯減小。此時(shí)流過(guò)聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的小電流足以使其保持在這個(gè)溫度和處于高阻狀態(tài)。當(dāng)故障清 除后，聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲收縮至原來(lái)的形狀重新將碳黑粒子聯(lián)結(jié)起來(lái)，從而降低電阻至具有規(guī)定的保持電流這個(gè)水平。

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