為大電流放電鋰離子電池應用提供可複位電路保護的新方案
發布時間:2011-07-19
中心議題:
應用於無線電動工具、電動自行車、後備電源等領域的大電流放電鋰離子電池快速增長的市場催生了對大電流(在30V直流電壓下,保持電流在30A以上)電路保護器件的需求。為了滿足該需求,泰科電子開發了一種新型的MHP保護器件。該器件由一個雙金屬保護器及一個 PPTC(聚合物正溫度係數)器件並聯而成。這種器件既能提供可複位的過電流保護保護功能,又可利用 PPTC 器件的低電阻特性來抑製雙金屬保護器在大電流條件下動作時產生電弧。
傳統解決方案與 MHP 器件
大電流電鋰離子電池組應用需要穩定、可靠的電路保護;但是,目前可用的傳統電路保護裝置普遍較大、較複雜或價格較高。有些電路保護設計結合使用 IC 和 MOSFET 或類似複雜方案;有些考慮在30A+工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)應(ying)用(yong)中(zhong)采(cai)用(yong)雙(shuang)金(jin)屬(shu)保(bao)護(hu)器(qi),但(dan)必(bi)須(xu)用(yong)很(hen)大(da)的(de)觸(chu)點(dian)才(cai)能(neng)承(cheng)受(shou)這(zhe)麼(me)高(gao)的(de)電(dian)流(liu),結(jie)果(guo)導(dao)致(zhi)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)體(ti)積(ji)過(guo)大(da)。此(ci)外(wai),由(you)於(yu)觸(chu)點(dian)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)電(dian)弧(hu)可(ke)能(neng)損(sun)壞(huai)觸(chu)點(dian),所(suo)以(yi)還(hai)必(bi)須(xu)限(xian)製(zhi)動(dong)作(zuo)次(ci)數(shu)。
相比之下,泰科電子開發的新型 MHP 綜合器件可代替或減少某些複雜 IC/FET 電池保護設計中所用的放電 FET 及散熱器件。將MHP 器件用於高倍率放電鋰離子電池組應用可減少空間占用,節約成本,提高保護性能。
工作原理
zaizhengchangzhuangtaixia,youyushuangjinshupiandedianzudi,dianliutongguoshuangjinshupianliuguo。zaiyichangqingkuangxia,birudiandonggongjuzhuanzibisuoshi,dianluzhongjiangchanshenghengaodedianliu,daozhishuangjinshuchudiandakai,qijiechudianzuweidadianliufangdianlilizidianchiyingyongtigongkefuweidianlubaohudexinfanganzengjia。cishidianliujiangtongguodidianzudePPTC流過。流過PPTCdedianliu,bujinyizhilechudianzhijiandianhudechansheng,tongshiyoujiareshuangjinshupian,shiqibaochizaidakaizhuangtaihesuodingweizhi。zhezhongjichengshejimanzuledadianliuzhiliuyingyongzhongjuyoudianhuyizhigongnengdekefuweiguoliubaohuqijiandeyaoqiu。
如圖 1 所示,MHP 器件的動作步驟包括:
1、 在正常工作過程中,由於接觸電阻非常低,所以大部分電流將通過雙金屬。
2、 觸點開始打開,接觸電阻迅速上升。當接觸電阻高於PPTC 器件電阻時,大部分電流將分流至 PPTC器件,流經觸點的電流會很少或完全沒有,從而防止觸點之間產生電弧。當電流分流至 PPTC 器件時,其電阻迅速上升,並達到遠遠高於接觸電阻的水平,使 PPTC 溫度上升。
觸點打開後,PPTC 器件開始對雙金屬進行加熱,讓其保持打開狀態,直到過電流條件消失或電源關閉為止。PPTC器件的電阻要遠遠低於陶瓷PTC 器件電阻,也就是說即使觸點隻打開一小部分,接觸電阻隻是略有上升,電流也會被分流至 PPTC 器件,從而有效防止觸點產生電弧。一般情況下,陶瓷PTC 器件與聚合物PTC 器件的電阻相差約 10的兩次方(x10^2)。所以,電阻較高的陶瓷 PTC 裝置在抑製高電流電弧放電方麵遠不如聚合物 PTC 器件有效。
總結
本文通過對為大電流放電鋰離子電池應用提供可複位電路保護的新方案的討論,提出了傳統解決方案與 MHP 器件的解決方案。將MHP 器(qi)件(jian)用(yong)於(yu)高(gao)倍(bei)率(lv)放(fang)電(dian)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)組(zu)應(ying)用(yong)可(ke)減(jian)少(shao)空(kong)間(jian)占(zhan)用(yong),節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben),提(ti)高(gao)保(bao)護(hu)性(xing)能(neng)。因(yin)此(ci),通(tong)過(guo)本(ben)文(wen)我(wo)們(men)能(neng)找(zhao)到(dao)可(ke)複(fu)位(wei)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)的(de)解(jie)決(jue)途(tu)徑(jing)及(ji)思(si)路(lu)。
- 提供鋰離子電池應用可複位電路保護方案
- 傳統解決方案與 MHP 器件
- 將MHP 器件用於高倍率放電鋰離子電池組應用
應用於無線電動工具、電動自行車、後備電源等領域的大電流放電鋰離子電池快速增長的市場催生了對大電流(在30V直流電壓下,保持電流在30A以上)電路保護器件的需求。為了滿足該需求,泰科電子開發了一種新型的MHP保護器件。該器件由一個雙金屬保護器及一個 PPTC(聚合物正溫度係數)器件並聯而成。這種器件既能提供可複位的過電流保護保護功能,又可利用 PPTC 器件的低電阻特性來抑製雙金屬保護器在大電流條件下動作時產生電弧。
傳統解決方案與 MHP 器件
大電流電鋰離子電池組應用需要穩定、可靠的電路保護;但是,目前可用的傳統電路保護裝置普遍較大、較複雜或價格較高。有些電路保護設計結合使用 IC 和 MOSFET 或類似複雜方案;有些考慮在30A+工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)應(ying)用(yong)中(zhong)采(cai)用(yong)雙(shuang)金(jin)屬(shu)保(bao)護(hu)器(qi),但(dan)必(bi)須(xu)用(yong)很(hen)大(da)的(de)觸(chu)點(dian)才(cai)能(neng)承(cheng)受(shou)這(zhe)麼(me)高(gao)的(de)電(dian)流(liu),結(jie)果(guo)導(dao)致(zhi)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)體(ti)積(ji)過(guo)大(da)。此(ci)外(wai),由(you)於(yu)觸(chu)點(dian)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)電(dian)弧(hu)可(ke)能(neng)損(sun)壞(huai)觸(chu)點(dian),所(suo)以(yi)還(hai)必(bi)須(xu)限(xian)製(zhi)動(dong)作(zuo)次(ci)數(shu)。
相比之下,泰科電子開發的新型 MHP 綜合器件可代替或減少某些複雜 IC/FET 電池保護設計中所用的放電 FET 及散熱器件。將MHP 器件用於高倍率放電鋰離子電池組應用可減少空間占用,節約成本,提高保護性能。
工作原理
zaizhengchangzhuangtaixia,youyushuangjinshupiandedianzudi,dianliutongguoshuangjinshupianliuguo。zaiyichangqingkuangxia,birudiandonggongjuzhuanzibisuoshi,dianluzhongjiangchanshenghengaodedianliu,daozhishuangjinshuchudiandakai,qijiechudianzuweidadianliufangdianlilizidianchiyingyongtigongkefuweidianlubaohudexinfanganzengjia。cishidianliujiangtongguodidianzudePPTC流過。流過PPTCdedianliu,bujinyizhilechudianzhijiandianhudechansheng,tongshiyoujiareshuangjinshupian,shiqibaochizaidakaizhuangtaihesuodingweizhi。zhezhongjichengshejimanzuledadianliuzhiliuyingyongzhongjuyoudianhuyizhigongnengdekefuweiguoliubaohuqijiandeyaoqiu。
如圖 1 所示,MHP 器件的動作步驟包括:

1、 在正常工作過程中,由於接觸電阻非常低,所以大部分電流將通過雙金屬。
2、 觸點開始打開,接觸電阻迅速上升。當接觸電阻高於PPTC 器件電阻時,大部分電流將分流至 PPTC器件,流經觸點的電流會很少或完全沒有,從而防止觸點之間產生電弧。當電流分流至 PPTC 器件時,其電阻迅速上升,並達到遠遠高於接觸電阻的水平,使 PPTC 溫度上升。
觸點打開後,PPTC 器件開始對雙金屬進行加熱,讓其保持打開狀態,直到過電流條件消失或電源關閉為止。PPTC器件的電阻要遠遠低於陶瓷PTC 器件電阻,也就是說即使觸點隻打開一小部分,接觸電阻隻是略有上升,電流也會被分流至 PPTC 器件,從而有效防止觸點產生電弧。一般情況下,陶瓷PTC 器件與聚合物PTC 器件的電阻相差約 10的兩次方(x10^2)。所以,電阻較高的陶瓷 PTC 裝置在抑製高電流電弧放電方麵遠不如聚合物 PTC 器件有效。
總結
本文通過對為大電流放電鋰離子電池應用提供可複位電路保護的新方案的討論,提出了傳統解決方案與 MHP 器件的解決方案。將MHP 器(qi)件(jian)用(yong)於(yu)高(gao)倍(bei)率(lv)放(fang)電(dian)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)組(zu)應(ying)用(yong)可(ke)減(jian)少(shao)空(kong)間(jian)占(zhan)用(yong),節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben),提(ti)高(gao)保(bao)護(hu)性(xing)能(neng)。因(yin)此(ci),通(tong)過(guo)本(ben)文(wen)我(wo)們(men)能(neng)找(zhao)到(dao)可(ke)複(fu)位(wei)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)的(de)解(jie)決(jue)途(tu)徑(jing)及(ji)思(si)路(lu)。
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