手机锂离子电池PPTC保护方案可满足IEEE1725-2006要求

　　通常简便的解决方案是在电池组内同时使用初级保护和二级保护。初级保护通过控制芯片(IC)和开关管(MOSFET)等组成的电子电路实现，二级保护则由高分子正温度系数热敏电阻(PPTC)实现。该方案的典型电路图如图1所示。

　　除了NTC器件做为电池温度探测器件，该保护方案中控制IC和MOSFETs作为一级保护提供过电压、欠电压和过电流保护功能。而PolySwitch器件作为二级保护提供过充电过温保护和过电流保护。

　　PolySwitch PTC器件在该方案可以实现以下功能：

　　● 过电流保护功能: 大电流异常充放电情况下PolySwitch器件产生保护动作，达到电池安全防护功能。

　　● 过充电保护功能: 通过合适的PolySwitch器件安装在电池组内感触电芯温度，PolySwitch实现电池过充电保护功能。

　　● 多次保护功能: 由于PPTC器件在故障排除后的可恢复特性，PolySwitchTM器件可以提供多次保护功能。这对电池装配等过程中意外产生的电池正负极搭碰短路防护特别有效。例如，从手机中取出或安装电池容易产生的外部短路。或当电池放在公文包或钱包里面时电池被金属短路的情况。

　　该方案将两级保护功能都置于手机电池内，而不是分别置于充电器和电池。采用该方案的手机电池具有两级保护功能，这样可以有效避免用户即使使用非原厂充电器充电时可能产生的各种安全事故。

　　保护技术比较

　　在电池保护领域，高分子正温度系数热敏电阻(PPTC)常用来取代双金属片(Bimetal)热保护器和温度保险丝(Thermal fuse)。

　　双金属片的保护机理是依靠不同热膨胀系数的金属片受热后动作断开电路，断电冷却后金属片重新闭合。在电路异常状态下双金属片器件常常不能保持在断开状态，会出现断开-闭合的动作循环甚至出现死锁，这样就会直接失去保护功能而导致电池安全事故。正因为双金属片器件可靠性不高、尺寸大、机械性能差、成本也较高，在电池保护中并不常见。

　　温度保险丝是不可恢复的，其性能在手机电池领域无法与低温PPTC器件相比。手机电池保护要求的低熔点温度保险丝在高温环境很容易发生疲劳和误熔断。即使是94℃以上的温度保险丝在电池正常生产装配过程中也会因其各种误熔断而带来电池成品率下降。

　　PolySwitch PPTC器件具有体积小，电阻低和启动温度合适等特点，特别适用于电池安全保护。其较小的尺寸适合装入电池组(Pack)内部;其低电阻可以实现正常工作时的低功耗;其较低的启动温度则可以避免在过充电时发生的热失控;其可恢复特性则可以有效避免温度保险丝在电池电焊塑封等装配工艺中出现的误熔断问题。

　　PolySwitch器件也能承受较为恶劣的高温、振动和跌落等环境条件。例如当用户将手机或电池置于汽车驾驶台前挡风玻璃后承受烈日暴晒，在常温下PolySwitch器件仍可恢复到正常状态。