[技術淺談] 認識三端保險絲

三端保險絲是芯片式表貼安裝產品，通常用于鋰離子電池組作為二次保護，使其在遭受過流與過壓風險時能夠及時動作，有效減少鋰離子電池因為過充、過放以及短路等故障導致的起火爆炸等情況，讓電路與器件損壞控制在盡量小的區域。

應用包括：

無線對講機、吸塵器、電動工具、平板電腦、電動自行車、不間斷電源以及便攜儲能等應用到含有電池的產品。

電氣結構:

如下：包含3個端子，兩個由合金金屬構成的保險絲串聯，在過流或短路故障時能夠熔斷，切斷電路起到保護作用；中間串聯加熱器，其功能是與電路中的MOSFET構成串聯回路，在系統檢測到電池過壓時，MOSFET導通，加熱器開始加熱，從而燒斷保險絲，起到切斷電路的作用。

鋰離子電池組通常由電池單元和電池管理系統組成。一次保護是由IC與背靠背雙MOSFET構成保護回路，過充與過放的保護機制為檢測電池端電壓，超過設定值時會關閉。

MOSFET，從而切斷電路；當過流或短路發生時，通過檢測MOSFET兩端壓降，達到過流設定值比如0.1-0.2V時或短路設定值0.9-2V時，

MOSFET關斷切斷電路。

先進的電池管理系統需要在一次保護電路的基礎上增加一道二次保護，也即三端保險絲，被動與主動的結合體，單純保險絲的話作為過流或短路保護，在加熱器介入時增加過壓保護功能。

電氣參數解析：

額定電流Irated，與普通保險絲一樣，確保在100%額定電流時能正常工作，不熔斷，通常在40度熱均衡狀態下測試，在2倍額定電流時，熔斷時間就小于1分鐘。

電池單元串聯數量Cells in series，此數量多少與需要保護的電池電壓相關。

最大工作電壓Vmax，此電壓為保險絲能可靠分斷的電壓，與最大分斷電流相輔相成。

分斷電流Ibreak，此電流為保險絲能可靠分斷的電流，即保險絲的分斷能力。

動作電壓Vop，回路過電壓發生時，MOSFET會導通時加熱器與保險絲構成回路，通過加熱保險絲使其熔斷起到保護作用，該電壓與加熱器配合，在電壓范圍內加熱器能使得保險絲在1分鐘內熔斷，低于該電壓值就可能導致熔斷時間過長甚至不熔斷的情況，而超過該電壓值就可能時加熱器損壞，無法保證保險絲可靠熔斷。

作者：Littelfuse客戶經理Rambo Liu