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常见电路保护元件手机电池保护设计应用分析

2022
01/06
本篇文章来自
捷多邦

手机一般都使用的是锂电池。而锂电池在高温下很容易发生爆炸。事实上,它们也已经发生并产生了严重后果。因此,大多数电池制造商都会采取保护措施。除了结构设计、IC过流保护和MOS管保护外,还将使用二次回路保护元件来加强保护措施。今天,就让小编给大家介绍一下,在手机电池中应用了那些保护手段吧!

电路保护元件

手机电池中常用的电路保护元件有三种:电流保险丝、温度保险丝和正温度系数热敏电阻。


电流保险丝主要是用于短路保护


电流保险丝保护电路的原理是当电池短路时,会产生比较大的过电流迅速破坏热平衡,并在一瞬间将熔体温度升高到材料的熔点,从而使得电路断开,实现安全保护功能。采用电流熔断器保护,具有断路快速、完整、熔断特性精度高的优点。只要任何部位短路,无论充电、使用或待机,都会迅速动作。但它只对电流敏感,对外部温度没有反应。


温度保险丝主要是用于过热保护

保护原理是由低熔点电合金材料组成的熔体一旦达到允许温度,就会熔化,从而切断电路,达到安全保护功能。使用温度保险丝保护是具有一定的优势:因为熔体对部件的内部和外部温度敏感,尤其是当手机置于高温环境中或由于其他原因温度过高时,但对过电流引起的过温响应相对较慢,精度较低,可靠性不如电流熔断器。

电路保护元件

正温度系数热敏电阻主要是用于过充保护


保护原理是利用PTC材料阻值的正温度系数特性和居里点突变的特性,也就是在任何原因(包括过电流和环境)引起的温度上升都会导致材料电阻上升,一旦升到居里点时电阻会变得足够大,使充电电流关断,达到安全保护得功能。使用热敏电阻保护的优点是它对电流和温度都有反应,电池过充时能够适时限制电流,缺点是响应时间较慢,关断时还存在微小漏电流,可靠性不够高。


正温度系数热敏电阻也称自恢复保险丝,但在手机电池的保护中自恢复的功能并不是必须的,特别是电路故障引起的过电流,如果故障没排除而PTC自恢复了,对实际应用并没有意义。


正温度系数热敏电阻的保护原理在于利用PTC材料电阻的正温度系数特性和居里点的突变,因为任何原因(包括过电流和环境)引起的温升都会导致材料电阻的升高。一旦材料电阻上升到居里点,电阻将达到一定的程度,以关闭充电电流并实现安全保护功能。使用热敏电阻保护的优点是它对电流和温度做出响应。当电池过度充电时,它可以及时限制电流。缺点是响应时间慢,关断时泄漏电流小,可靠性不够高。


正温度系数热敏电阻又称自恢复保险丝,但是自恢复能力并不是保护手机电池所必备的功能,故而这并没有实际应用意义。

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