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锂离子电池中被动保护器件真的可以取代么?
来源:TE  时间:2015-06-17

典型的锂离子电池保护电路如图 1,其核心包括了构成 一级防护的 IC+MosFET 的主动保护方案以及二级防护的 PPTC。由于现在锂离子电池保护板空间逐渐减小,加之 IC 集成度提升和成本压力, 通常人们认为主动保护已经足够及时和强大,部分设计者考虑取消二级防护或者采用双 IC 保护方案,但这样是否可行呢?

典型的锂离子电池保护电路

图 1:典型的锂离子电池保护电路

要 回答这个问题,我们需要全面的对比主动和被动保护方案的优劣势,限于篇幅我们不在本文详述。我们仅仅从电子行业的一种常见危害形式-静电放电,来谈谈被动 保护的重要性。静电在日常生活中是十分容易产生的,人体摩擦感应的静电甚至可达到 15kV 以上。静电及其放电可通过力学效应、热效应、强电场效应等对 元器件造成破坏或损伤,既可能是永久性的(如功能丧失,不能恢复),也可能是暂时性的(如静电放电产生的干扰使功能暂时丧失);既可能是突发失效,也可能 是潜在失效,具有极强的隐蔽性、潜在性、随机性及复杂性。

作为锂离子电池一级保护 的 IC 和 MosFET 是静电危害的重灾区,其中 80% 的损失都是潜在性的,会导致电路功能暂时性失效。 图 2 是 ESD 对 IC 和 MosFET 的破坏和损伤,锂离子电池保护电路一旦遭受静电放电,极有可能使其保护功能出现失效或隐患。

ESD对IC和MosFET的破坏和损伤

一 旦 IC 和 MosFET 的功能丧失或可靠性降低,锂离子在充电和使用过程中极有可能由于过充电、短路及过放电等导致燃烧或爆炸。此时被动保护器件, 如 PPTC、MHP-TA 等的作用就极其重要了。由此可见,取消被动保护器件或采用主动方案取代被动保护器件的设计都是不可取的,会大幅降低锂离子电 池保护的可靠性。全面的安全保护不仅不能取消 PPTC/MHP-TA 等过流过温保护器件,还需要在接口中增加 ESD 防护器件,以最大限度的提升锂 离子电池保护方案的可靠性,TE 电路保护部的 PESD 和 SESD 静电防护器件就是很好的选择。更多的电路保护方案,您可以访问 TE 的门户网站或与我们联系获取技术支持。