作者：戴泰初先生

电子元器件生产商一直面临紧随行业发展步伐的挑战，尤其是在汽车、工业、消费电子和电信应用方面，电子元器件数量的增长和高密度，让人眼花缭乱。

本文讨论了TE Connectivity下属的一个业务单元—TE电路保护部门，如何应对在这些市场中出现的一些快速变化。公司所采用的方法可确保其为新兴技术的开发提供各种定制化产品，同时为现有技术提供创新且高性价比的解决方案。

现有材料和专长

自 从三十年前作为Raychem电路保护成立以来，TE电路保护部就注重与电子设备设计师保持合作，并且高瞻远瞩，注重先进材料的研究和开发。这种方法使得 公司将高分子正温度系数（PPTC）技术方面的最初突破扩展到更广的行业和应用领域。TE电路保护部还通过整合高分子材料和其它保护技术，扩大电路保护技 术的应用范围。例如通过金属氧化物压敏电阻和稳压二极管的结合提供协同过流/过压保护。图1列出了专门应对产业发展需求的一些具有标志性意义的产品发展。

图1.1980~2010年TE电路保护的技术突破

新一代锂离子电池保护方案

便 携电池市场正在从传统低功率便携应用向更高功率应用发展。锂离子电池的动力便携应用见证了这一趋势，例如该产品在电动工具，机动车动力（如电动自行车）或 备用电源（如太阳能电池板的备用系统）上的应用。当锂离子电池变得更强大、更轻便、更环保时，它们也需要比镍镉电池更严格的安全设计，同时为应对高功率应 用锂电池设计而出现的各种新兴安全标准将需要更高水平的保护方案。

目前，市场上很少 有对于额定值在30VDC/30A以上的高速率放电电池应用的保护方案，而许多高能量放电锂离子应用中的传统电路保护技术往往比较大型、复杂或昂贵。其中 一种方案是将芯片和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETS）结合使用。另一种设计技术可以在需要30A以上保持电流的直流电源应用产品上采用常规 双金属保护器。但是，接触面积必须足够大才能应对这种大电流。此外由于接触面间产生的电弧可能会造成接触面损伤，因此开关周期次数必须是有限的。

2010 年11月，TE电路保护部推出了金属混合PPTC（MHP）。这款MHP器件解决了市场上对高性价比电路保护器件的需求，可以取代或帮助减少在一些复杂 IC/FET电池保护设计中使用的放电场效应管和附属的散热器的数量。本质上讲，该产品为新兴的高速率放电锂离子电池应用提供了节省空间、成本降低和保护 增强的优势。这款新型混合器件将双金属保护器与PPTC器件并联，提供了可复位过流保护，同时利用PPTC元件的低阻抗来帮助抑制双金属保护器在高电流下 产生的电弧。

图2.MHP器件的工作原理

如图2所示，在正常工作过程中，由于接触电阻非常低，所以大部分电流将通

过双金属片。当一个故障情况发生时，例如转子堵转时，电路中将产生很高的电流，导致双金属片触点打开，其接触电阻增加。

如 果接触电阻比PPTC器件的电阻高，大部分电流就会通过PPTC器件流过，没有电流或很少的电流流经接触点，因此抑制了接触点之间电弧的产生。当电流分流 到PPTC器件时，它的电阻迅速增加到比接触电阻还要高，从而PPTC发热。当接触点打开之后，PPTC器件开始加热双金属片，并使其保持打开状态直到过 流故障结束或电源关闭。

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