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全業電子:自恢復保險絲在移動電源電路防護中的應用

作者:admin????來源:未知????發布時間:2020-07-23 09:33????瀏覽量:

  如今智能手機耗電量越來越大,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電源就成了人們出門旅行必備的電子產品。但最近移動電源安全事故頻出,讓消費者與工程師不得不重新審視移動電源的設計與研發,除開移動電源的內部構造,對于移動電源中的電路防護,你又了解多少呢?


  移動電源的設計,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,要有一個充電管理系統。當需要給便攜式設備充電時,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,都需要電路板來提供,所以移動電源內部電路板設計得好壞決定了產品的智能與否。

  
  1.過充保護;鋰電池過充保護是用電源管理芯片去檢測電壓實現的,芯片內部在基準設置狀態下(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,這時的電壓就是保護過充關斷電壓,通過邏輯關系輸出低或者高電平來控制外部控制電路來實現過充保護。當電壓緩慢下降時設置VSS-VDD電壓值來 取基準值當基準檢測到在設置以下時,這是邏輯關系解除過充保護。

  
  2.過(guo)放保護;過放保護電壓是指放電過渡時保護電池的最低電壓,放電到這個電壓點時,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系及電池電壓 與放電率和放電深度關系,結合設備實際負荷,確定電池放電終止電壓,設計電池放電防護電路。

  
  3.短(duan)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對電池組的性能產 生影響。現有的保護方式有PPPTC法,該方法是通過電流產生的熱切斷回路,也需要毫秒級的反應時間,同時增加了回路中的阻抗。也有專用于電池組的短路集成芯片,此芯片應用范圍窄、成本高。


  4.PPTC介(jie)紹;PPTC采用(yong)高(gao)(gao)分子(zi)有機(ji)聚(ju)合物在高(gao)(gao)壓、高(gao)(gao)溫,硫化反應(ying)的(de)(de)(de)條(tiao)件下,攙加導(dao)(dao)電粒子(zi)材料后(hou),經過(guo)特(te)殊(shu)的(de)(de)(de)工藝加工而(er)成。自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)(PPTC:高(gao)(gao)分子(zi)自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si))是一種正溫度系數聚(ju)合物熱敏電阻,作過(guo)流(liu)保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)用(yong),可(ke)代替電流(liu)保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)。由于聚(ju)合物自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)為(wei)導(dao)(dao)體(ti)(ti),其(qi)上會有電流(liu)通過(guo)。當(dang)(dang)有過(guo)電流(liu)通過(guo)聚(ju)合物自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)時,產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱量(為(wei)I2R)將(jiang)(jiang)使其(qi)膨(peng)(peng)脹(zhang)。從(cong)(cong)而(er)碳黑粒子(zi)將(jiang)(jiang)分開、聚(ju)合物自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)的(de)(de)(de)電阻將(jiang)(jiang)上升。這(zhe)將(jiang)(jiang)促使聚(ju)合物自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)更快的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)熱、膨(peng)(peng)脹(zhang)得更大,進一步使電 阻升高(gao)(gao)。當(dang)(dang)溫度達到125°C時,電阻變化顯著,從(cong)(cong)而(er)使電流(liu)明顯減小(xiao)。此時流(liu)過(guo)聚(ju)合物自(zi)恢復保(bao)(bao)(bao)(bao)險(xian)(xian)絲(si)(si)的(de)(de)(de)小(xiao)電流(liu)足以使其(qi)保(bao)(bao)(bao)(bao)持在這(zhe)個溫度和(he)處于高(gao)(gao)阻狀態。當(dang)(dang)故障(zhang)清(qing) 除后(hou),聚(ju)合物自恢復保險絲收縮至原來的形狀重新將碳黑粒子聯結起來,從而降低電阻至具有規定的保持電流這個水平。

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