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自恢复保险丝电池组应用

时间:2018-12-25     作者:管理员 文章出自:深圳市嘉虹凯科技有限公司

自恢复保险丝在电池组的应用为防止电池损坏,您的电路必须限制或准备中断流入和流出电池组的电流。但是,使电流限制器的选择复杂化是充电和放电过程中产生的不同问题。在充电期间,您需要限制电流流入电池组的速率和总电量。大多数电池充电器是针对特定类型的电池而定制的,其电路在适当的时间停止充电过程。但是这些电路可能会发生故障,从而导致充电过程继续并造成严重损坏。电池组应具有备用电流限制器以防止出现此问题。

提供带外部电流限制器的充电终止是困难的,因为没有简单,经济,直接的监控充电方法。但是,您可以通过电池温度推断充电状态,电池温度会在充电期间上升。因此,您可以通过为电池组配备温度敏感的限流器来提供所需的保护,当电池电量超过随附的充电器预设截止值时,该限流器会跳闸。几种限流装置对外部温度以及由于I2R加热引起的内部温度升高作出反应。不幸的是,大多数反应太慢而无法提供所需的保护水平。一个例外是自恢复保险丝过温保护,它以与传统保险丝响应电流上升相同的方式响应温度上升,并且几乎同样快。

 

放电危险

为电池组配备热熔断器可以防止过度充电,但几乎不能防止过度放电,这可能是由于所供电设备内的各种故障造成的。解决方案是在电池组的主机设备中构建一个或多个限流器。然而,由于直接穿过电池组端子的短路,电池组外部的电流限制器不能防止过度放电。即使是耗尽的电池也可以包含大量的能量,而充电的备用电池也可以。如果用户将电池扔到公文包中,并且暴露的端子都接触到钥匙,硬币或甚至纸夹,则电池可以释放非常高的电流,这取决于电池电量和电池的电阻。

为了防止这种高电流,您可以使用双金属开关来限制电流和热熔丝。双金属开关的一个优点是它们在故障条件清除后自行复位,因此在它们跳闸后不必更换。另一方面,保险丝在吹气时必须更换 - 当保险丝在电池组内时,这是一个非常困难的过程。双金属开关虽然被广泛使用,但通常存在潜在的严重缺点:它们对流过其触点的电流作出反应。当电流过大时,接触机构的温度升高,触点打开,中断电流。最终,温度下降,触点重新闭合,允许电流再次流动。开关的重复打开和关闭使电流流过故障电路,这可能损坏故障电路中的组件和电池本身。

由于随着电池组的缩小,过电流设备被迫适应不断缩小的空间,较小的多功能电流限制器必须保护现代便携式电子设备中的电池组。能够替换热熔丝和过电流限制装置的经济装置虽然仍保持低轮廓,但却是自恢复保险丝电阻器。当电流增加时,自恢复保险丝电阻器通过增加电阻来限制电流。相反,随着电流的减小,自恢复保险丝的电阻也会降低,导致其“复位”,从而无需在过流故障后更换保险丝。

当电流超过器件的正常跳变阈值时,内部温度会升高。聚合物材料膨胀并从结晶态变为非晶态,从而分离导电链。电阻值迅速增加数十年,将电路电流降至非常低的水平。下图显示了自恢复保险丝器件电阻与温度曲线的特征曲线。涓流电流足以保持内部温度高,这阻止了导电链的重整。实际上,该过程将自恢复保险丝电阻器锁定在其跳闸状态。当电路电源被移除时,器件冷却,导电链重新形成,将电阻降低到其正常的低值。由于“锁定”效应,自恢复保险丝不会像双金属开关那样经历相同的循环。结果,由PTC开关保护的电池组的温度不应达到不希望的水平。

自恢复保险丝

自恢复保险丝器件还具有低热质量,使其能够快速响应过流条件。实际行程时间取决于具体的配方,但这些设备可以在几秒钟内跳闸。此外,适当设计的聚合物PTC器件可以制造得非常小,并且可以采用表面贴装封装。

电池组或主机设备损坏低电阻故障和短路的可能性是真实的,后果严重。必须妥善保护便携式设备免受此类故障的影响。使用自恢复保险丝提供所需的保护并避免更换熔断保险丝的不便和成本。
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