手機鋰離子電池PPTC保護方案可滿足IEEE1725-2006要求

　　通常簡便的解決方案是在電池組內(nèi)同時使用初級保護和二級保護。初級保護通過控制芯片(IC)和開關(guān)管(MOSFET)等組成的電子電路實現(xiàn)，二級保護則由高分子正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)實現(xiàn)。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電壓、欠電壓和過電流保護功能。而PolySwitch器件作為二級保護提供過充電過溫保護和過電流保護。

　　PolySwitch PTC器件在該方案可以實現(xiàn)以下功能：

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

　　● 過充電保護功能: 通過合適的PolySwitch器件安裝在電池組內(nèi)感觸電芯溫度，PolySwitch實現(xiàn)電池過充電保護功能。

　　● 多次保護功能: 由于PPTC器件在故障排除后的可恢復(fù)特性，PolySwitchTM器件可以提供多次保護功能。這對電池裝配等過程中意外產(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包里面時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(nèi)，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即使使用非原廠充電器充電時可能產(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(shù)熱敏電阻(PPTC)常用來取代雙金屬片(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(shù)的金屬片受熱后動作斷開電路，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狀態(tài)，會出現(xiàn)斷開-閉合的動作循環(huán)甚至出現(xiàn)死鎖，這樣就會直接失去保護功能而導(dǎo)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。

　　溫度保險絲是不可恢復(fù)的，其性能在手機電池領(lǐng)域無法與低溫PPTC器件相比。手機電池保護要求的低熔點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)裝配過程中也會因其各種誤熔斷而帶來電池成品率下降。

　　PolySwitch PPTC器件具有體積小，電阻低和啟動溫度合適等特點，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(nèi)部;其低電阻可以實現(xiàn)正常工作時的低功耗;其較低的啟動溫度則可以避免在過充電時發(fā)生的熱失控;其可恢復(fù)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(xiàn)的誤熔斷問題。

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