單節(jié)鋰電池的貼片保險絲技術(shù).doc

單節(jié)鋰電池的貼片保險絲技術(shù) /單節(jié)鋰電池的貼片保險絲技術(shù) 點擊此處查看全部新聞圖片如今，手機、數(shù)碼相機（攝像機）、PDA、MP3/4越來越多的產(chǎn)品采用鋰電池作為系統(tǒng)電路供電的電源。對電源的要求注重鋰電池體積要小，能量密度要高，并且無記憶效應(yīng)，還可循環(huán)多次使用等優(yōu)點。然而鋰電池爆炸事故近來也時有發(fā)生。 2009.1.30廣州越秀區(qū)東華南路聯(lián)想電腦專賣店內(nèi)發(fā)生一起手機鋰電池爆炸事件，店內(nèi)一名年輕男子頸部大動脈破裂，當場死亡。 所以對于鋰電池的安全性也越來越引起人們的重視。鋰電池保護板選擇合適的貼片保險絲也就顯得非常重要了。 一.單節(jié)鋰電池的組成 鋰電池主要由電芯和電池保護板組成（如圖2） 鋰電池保護板主要功能：（1）過度充電保護，（2）過度放電保護，（3）過電流/短路保護 鋰電池保護板主要元器件：1，保護IC2，MOSFET3，SMDFUSE 二.單節(jié)鋰電池保護板上保險絲的選擇 1，封裝：根據(jù)客戶的線路板決定試用尺寸，一般用1206/0603尺寸。 2，額定電壓：24V以上 3，額定電流：一般采用5A（要考慮到保險絲在鋰電池保護板上是2次保護，所以 要考慮到保護IC的保護延遲時間來確定保險絲的熔斷時間） 4，冷電阻：15m以下 5，安規(guī)要求：UL認證 6，符合RoHS要求和Halogen-Free要求 下面舉2個例子來說明保險絲的選擇。 舉例1：某單節(jié)鋰電池保護板電路圖如圖3，保護IC采用SII(精工)S8261ACJ，基本參數(shù)如圖4.采用的MOS管為BF9028DNJ/BF9028DNJ-A,部分參數(shù)如圖5. 點擊此處查看全部新聞圖片A：保護電路工作正常。 保護IC過電流保護原理：電流當放電電流過大或短路情況發(fā)生時,保護IC將激活過(短路)電流保護,此時過電流的檢測是將PowerMOS的Rds(on)當成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測其電壓的下降情形,若比所定的過電流檢測電壓還高則停止放電。 根據(jù)公式V-(過電流檢測電壓)=I(放電電流)*Rds(on)*2可以算出放電電流達到多少保護IC開始進行保護作用。 1：短路保護情況： 當過電流檢測電壓0.9V，MOS管內(nèi)阻取最大值時候，可以檢測過電流將為最小值。算出此時過電流值為15A，此時保護IC保護延遲時間320us； 當過電流檢測電壓1.5V，MOS管內(nèi)阻取最小值時候，可以檢測過電流將為最大值。 算出此時過電流值為46.875A，此時保護IC保護延遲時間380us。 結(jié)論1：需求保險絲在46.875A時候熔斷時間要大于380us，才能保證短路保護情況下保險絲不會先于保護IC熔斷。 B：保護電路工作異常。 點擊此處查看全部新聞圖片此時保護IC對短路不能起到保護作用，當負載出現(xiàn)短路時候需要保險絲快速熔斷。 考慮因素如下： 電芯電壓：3.84.2V 電芯內(nèi)阻：150m 保護板內(nèi)阻：MOS管內(nèi)阻保險絲內(nèi)阻（15m）PCB板內(nèi)阻（10m） 短路負載內(nèi)阻：0100m 要考慮保險絲的快速熔斷，所以就考慮短路電流的最小值，可以算出短路電流最小 值11A。 結(jié)論2：此要求保險絲在11A電流情況下快速熔斷。 綜合A，B兩種情況，此保護板上選用SARTS0603-F-5.0A可以滿足要求。 舉例2：某鋰電池保護板上采用保護IC為MM3177，MOSFET為AO8810 A：我們也可以用示波器測試其保護IC的短路保護延遲時間。 短路情況：多次短路測試發(fā)現(xiàn)保護IC（MM3177）能很好的起到短路保護作用，短路延遲時間11.4ms。短路其短路電流情況如圖7（多次測試發(fā)現(xiàn)每次短路延遲時間變化微小，取其中較大的一次），此時測試到短路電流為16.4A。 點擊此處查看全部新聞圖片根據(jù)測試情況，此款電池保護板采用的保護IC（MM3177）在做輸出短路保護時候有一個保護延遲時間，從測試來看短路電流在15A20A時候，MM3177的短路保護延遲時間為10ms13ms。 （1）測試S0603-B-5.0A保險絲在20A熔斷時間如下表1 規(guī)格型號S0603-B-5.0A檢驗日期 2007-08-16熔斷時間測試（BXC-35A型保險絲測試儀，Tektronix DPO4032示波器）測試電流時間/電流特性 （20A）55.2 ms51.1 ms57.1 ms56.2 ms61.4 ms56.4 ms52.9 ms60.8 ms51.9 ms56.7 ms表1（2）從測試數(shù)據(jù)來看S0603-B-5.0A在20A先熔斷時間大于保護ICMM3177同電流情況下保護延遲時間（11ms13ms）。 （3）此電池保護板（采用MM317