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)和開關管(MOSFET)等組成的電子電路實現，二級保護則由高分子正溫度系數熱敏電阻(PPTC)實現。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感觸電芯溫度，PolySwitch實現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生的外部短路。或當電池放在公文包或錢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，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生的各種安全事故。

　　保護技術比較

　　在電池保護領域，高分子正溫度系數熱敏電阻(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。在電路異常狀態下雙金屬片器件常常不能保持在斷開狀態，會出現斷開-閉合的動作循環甚至出現死鎖，這樣就會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。

　　溫度保險絲是不可恢復的，其性能在手機電池領域無法與低溫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境很容易發生疲勞和誤熔斷。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)內部;其低電阻可以實現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題。

　　PolySwitch器件也能承受較為惡劣的高溫、振動和跌落等環境條件。例如當用戶將手機或電池置于汽車駕駛臺前擋風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。