- 單節(jié)鋰電池的組成
- 單節(jié)鋰電池保護板上保險絲的選擇
- 薩特科技用于鋰電池應用的保險絲參考
- 根據(jù)客戶的線路板決定試用尺寸，一般用1206/0603尺寸。
- 額定電壓：24V以上
- 額定電流：一般采用5A
- 冷電阻：15mΩ以下
- 安規(guī)要求：UL認證
- 符合RoHS要求和Halogen-Free要求
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，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IC 2.MOSFET 3.SMD FUSE
二，單節(jié)鋰電池保護板上保險絲的選擇：
- 封裝：根據(jù)客戶的線路板決定試用尺寸，一般用1206/0603尺寸。
- 額定電壓：24V以上
- 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）
- 冷電阻：15mΩ以下
- 安規(guī)要求：UL認證
- 符合RoHS要求和Halogen-Free要求
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.
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Power MOS的Rds(on)當成感應阻抗用以監(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。
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：3.8～4.2V
- 電芯內(nèi)阻： <150mΩ
- 保護板內(nèi)阻：MOS管內(nèi)阻＋保險絲內(nèi)阻（15mΩ）＋PCB板內(nèi)阻（10mΩ）
- 短路負載內(nèi)阻：0～100mΩ
- 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。
綜合A，B兩種情況，此保護板上選用SART S0603-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11.4 ms。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。
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15A~20A時候，MM3177的短路保護延遲時間為10ms~13ms。
1.測試S0603-B-5.0A保險絲在20A熔斷時間如下表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IC MM3177同電流情況下保護延遲時間（11ms~13ms）。
3.此電池保護板（采用MM3177）上采用S0603-B-5.0A保險絲，能更好的起到保護作用。
從實例1，2可以看出，單節(jié)鋰電池上選擇保險絲需要考慮到保護IC的短路保護時間。
三，薩特科技用于鋰電池應用的保險絲參考：
南京薩特科技發(fā)展有限公司專注于貼片保險絲的研發(fā)和生產(chǎn)，重視鋰電池市場對保險絲的要求，相繼推出了 S0603-F-5.0A , S0603-BA-5.0A , S0603-B-5.0A等系列應用與單節(jié)鋰電池上的保險絲。在市場上占據(jù)了一席之地，薩特鋰電池的客戶有比亞迪，德賽電池，飛毛腿電池等。
