手機鋰離子電池PPTC保護方案可滿(mǎn)足IEEE1725-2006要求

　　通常簡(jiǎn)便的解決方案是在電池組內同時(shí)使用初級保護和二級保護。初級保護通過(guò)控制芯片(IC)和開(kāi)關(guān)管(MOSFET)等組成的電子電路實(shí)現，二級保護則由高分子正溫度系數熱敏電阻(PPTC)實(shí)現。該方案的典型電路圖如圖1所示。

　　除了NTC器件做為電池溫度探測器件，該保護方案中控制IC和MOSFETs作為一級保護提供過(guò)電壓、欠電壓和過(guò)電流保護功能。而PolySwitch器件作為二級保護提供過(guò)充電過(guò)溫保護和過(guò)電流保護。

　　PolySwitch PTC器件在該方案可以實(shí)現以下功能：

　　● 過(guò)電流保護功能: 大電流異常充放電情況下PolySwitch器件產(chǎn)生保護動(dòng)作，達到電池安全防護功能。

　　● 過(guò)充電保護功能: 通過(guò)合適的PolySwitch器件安裝在電池組內感觸電芯溫度，PolySwitch實(shí)現電池過(guò)充電保護功能。

　　● 多次保護功能: 由于PPTC器件在故障排除后的可恢復特性，PolySwitchTM器件可以提供多次保護功能。這對電池裝配等過(guò)程中意外產(chǎn)生的電池正負極搭碰短路防護特別有效。例如，從手機中取出或安裝電池容易產(chǎn)生的外部短路?；虍旊姵胤旁诠陌蝈X(qián)包里面時(shí)電池被金屬短路的情況。

　　該方案將兩級保護功能都置于手機電池內，而不是分別置于充電器和電池。采用該方案的手機電池具有兩級保護功能，這樣可以有效避免用戶(hù)即使使用非原廠(chǎng)充電器充電時(shí)可能產(chǎn)生的各種安全事故。

　　保護技術(shù)比較

　　在電池保護領(lǐng)域，高分子正溫度系數熱敏電阻(PPTC)常用來(lái)取代雙金屬片(Bimetal)熱保護器和溫度保險絲(Thermal fuse)。

　　雙金屬片的保護機理是依靠不同熱膨脹系數的金屬片受熱后動(dòng)作斷開(kāi)電路，斷電冷卻后金屬片重新閉合。在電路異常狀態(tài)下雙金屬片器件常常不能保持在斷開(kāi)狀態(tài)，會(huì )出現斷開(kāi)-閉合的動(dòng)作循環(huán)甚至出現死鎖，這樣就會(huì )直接失去保護功能而導致電池安全事故。正因為雙金屬片器件可靠性不高、尺寸大、機械性能差、成本也較高，在電池保護中并不常見(jiàn)。

　　溫度保險絲是不可恢復的，其性能在手機電池領(lǐng)域無(wú)法與低溫PPTC器件相比。手機電池保護要求的低熔點(diǎn)溫度保險絲在高溫環(huán)境很容易發(fā)生疲勞和誤熔斷。即使是94℃以上的溫度保險絲在電池正常生產(chǎn)裝配過(guò)程中也會(huì )因其各種誤熔斷而帶來(lái)電池成品率下降。

　　PolySwitch PPTC器件具有體積小，電阻低和啟動(dòng)溫度合適等特點(diǎn)，特別適用于電池安全保護。其較小的尺寸適合裝入電池組(Pack)內部;其低電阻可以實(shí)現正常工作時(shí)的低功耗;其較低的啟動(dòng)溫度則可以避免在過(guò)充電時(shí)發(fā)生的熱失控;其可恢復特性則可以有效避免溫度保險絲在電池電焊塑封等裝配工藝中出現的誤熔斷問(wèn)題。

　　PolySwitch器件也能承受較為惡劣的高溫、振動(dòng)和跌落等環(huán)境條件。例如當用戶(hù)將手機或電池置于汽車(chē)駕駛臺前擋風(fēng)玻璃后承受烈日暴曬，在常溫下PolySwitch器件仍可恢復到正常狀態(tài)。