移動(dòng)電源保護電路的設計與產(chǎn)品的選擇技巧

　　如今智能手機耗電量越來(lái)越大，大部分的智能手機電池都不可拆卸，一款容量大攜帶方便的移動(dòng)電源就成了人們出門(mén)旅行必備的電子產(chǎn)品。但最近移動(dòng)電源安全事故頻出，讓消費者與工程師不得不重新審視移動(dòng)電源的設計與研發(fā)，而對于移動(dòng)電源的內部構造，你又了解多少呢?

　　一個(gè)移動(dòng)電源通常由外殼、電芯和電路板組成。外殼主要是產(chǎn)品封裝，以及實(shí)現造型美觀(guān)、保護等作用，常見(jiàn)為塑膠和金屬，一些叫好的產(chǎn)品往往塑膠也是用的防火材料。電路板主要用于實(shí)現電壓、電流控制、輸入和輸出控制，以及其他各項功能。電芯是移動(dòng)電源中成本最高的組成部分，18650電芯和聚合物電芯是最常見(jiàn)的兩種。除開(kāi)電芯，移動(dòng)電源中的電路板也非常重要。對于充電電池，規格書(shū)都有安全的充電截止電壓和安全放電截止電壓，有標定的額定最大工作電流。移動(dòng)電源的設計，首先要安全的給聚合物電池充電，因為電池成本比較高，而且為了系統的安全可靠工作，要有一個(gè)充電管理系統。當需要給便攜式設備充電時(shí)，聚合物電池對外放電，因為便攜式設備普遍輸入電壓為5V，所以有一個(gè)升壓5V的系統。不論是充電管理系統還是升壓系統，都需要電路板來(lái)提供，所以移動(dòng)電源內部電路板設計得好壞決定了產(chǎn)品的智能與否。

　　1.過(guò)充保護

　　鋰電池過(guò)充保護是用電源管理芯片去檢測電壓實(shí)現的，芯片內部在基準設置狀態(tài)下(手機鋰電池一般為3.5V)。當基準慢慢上升，當上升到VSS-VDD設計值時(shí)，這時(shí)的電壓就是保護過(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)現過(guò)充保護。當電壓緩慢下降時(shí)設置VSS-VDD電壓值來(lái)取基準值當基準檢測到在設置以下時(shí)，這是邏輯關(guān)系解除過(guò)充保護。

　　2.過(guò)放保護

　　過(guò)放保護電壓是指放電過(guò)渡時(shí)保護電池的最低電壓，放電到這個(gè)電壓點(diǎn)時(shí)，保護電路切斷電路，達到保護電池的目的。根據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，結合設備實(shí)際負荷，確定電池放電終止電壓，設計電池放電防護電路。

　　3.短路保護

　　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)電流保護需要延遲約幾十毫秒，直接短路導致的數十倍額定電流在幾十毫秒內也會(huì )對電池組的性能產(chǎn)生影響?，F有的保護方式有PPTC法，該方法是通過(guò)電流產(chǎn)生的熱切斷回路，也需要毫秒級的反應時(shí)間，同時(shí)增加了回路中的阻抗。也有專(zhuān)用于電池組的短路集成芯片，此芯片應用范圍窄、成本高。

　　4.PTC介紹

　　PTC正溫度系數熱敏電阻又稱(chēng)polyswitch，聚合物自復保險絲(polymer resettable fuse)聚合物自復保險絲由聚合物基體及使其導電的碳黑粒子組成。由于聚合物自復保險絲為導體，其上會(huì )有電流通過(guò)。當有過(guò)電流通過(guò)聚合物自復保險絲時(shí)，產(chǎn)生的熱量(為I2R)將使其膨脹。從而碳黑粒子將分開(kāi)、聚合物自復保險絲的電阻將上升。這將促使聚合物自復保險絲更快的產(chǎn)生熱、膨脹得更大，進(jìn)一步使電阻升高。當溫度達到125°C時(shí)，電阻變化顯著(zhù)，從而使電流明顯減小。此時(shí)流過(guò)聚合物自復保險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)。當故障清除后，聚合物自復保險絲收縮至原來(lái)的形狀重新將碳黑粒子聯(lián)結起來(lái)，從而降低電阻至具有規定的保持電流這個(gè)水平。

　　了解了移動(dòng)電源內部主要構件，那我們該如何選擇一款優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)電源呢?