保护电路可以在高放电锂电池包中做到“见缝插针”

只看该作者 · 2011-5-12 22:20

高速放电锂离子电池市场正快速扩张，然而，很少有保护解决方案能够针对这个市场应用，经常见到的传统电路保护装置普遍体积较大、复杂或者价格昂贵。
原因是市场上，有些电路保护设计结合使用 IC 和 MOSFET 或类似方案，复杂性降不下来；有些考虑在30A+工作电流的直流电应用中采用双金属保护器，但必须用很大的触点才能承受这么高的电流，结果导致保护装置体积过大。此外，由于触点之间产生电弧可能损坏触点，所以还必须限制动作次数。

泰科电子电路保护部门全球市场战略总监Eric Braddom自豪宣称，这些困绕都成为了过去式。泰科电子推出了外型和尺寸灵活到“见缝插针”的MHP（Metal Hybrid PPTC,金属混合物正系数温度电阻），这个自复式过流保护器件可提供支持30A工作电流和最大100A电流的综合电路保护技术，它的尺寸和外型可以完全利用电池包的缝隙，不占额外空间。而且它还可以代替或减少实际应用中放电 FET 及散热器件，进一步减少空间占用和节约成本，适应于无线电动工具、电动自行车、后备电源等大电流电锂离子电池组应用。

只看该作者 · 2011-5-12 22:27

MHP可用一个价格较低的N通道FET代替两个价格较高的P通道FET，达到节约成本的目的。Eric Braddom还透露了另一种节约成本的方法：将IC移动到应用的系统侧，用MHP器件在电池组中提供过度放电保护及短路保护。

MHP30-36是MHP器件系列的首款产品，由一个双金属保护器及一个PPTC（聚合物正温度系数）器件并联而成，这种混合体的好处是，既能提供可复位的过电流保护功能，又可利用 PPTC器件的低电阻特性来抑制双金属保护器在大电流条件下动作时产生电弧。

MHP30-36最高额定值是36V DC/100A，采购5万片时价格为2美元。相对于常用双金属保护器，它优势非常明显：由于电流路径极短，所以器件的电阻非常低；只有接触点才会产生热量，从而可以通过热控制器件实施准确的热激活；设计上更加紧凑。

MHP器件经过了1000次冲击和1500次掉落测试，未出现故障，此外还通过了三次3000克冲击测试，这么大的震动和冲击能力是必要的，比如它的应用之一电动工具，在使用时经常会承受较大的振动和冲击。

在电池包中，放多少颗MHP合适呢？这可直接关系到成本。Eric Braddom表示，以18650锂电池为例，当然每颗电池都有一个热保护是最好的，考虑到成本，可以将MHP卡在两颗电池芯片中间，或者温度点最高的地方，具体放置量和方式需要与客户沟通才能确定。

MHP器件技术能针对各种不同的应用进行配置，并且现在正开发能够支持更高电压（高达400VDC）和保持电流(60A)的器件。未来的设计考虑包括在电动踏板车和轻型电动车（LEV）中使用的锂离子电池组的电池保护，以及各种备用电源应用和非电池应用，如电动马达保护。