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现金网科普:手机电池的保护电路

 时间:2019-05-09 14:15

  此篇文章主要介绍手机电池的保护电路。我们大家在使用电池的时候总会发生各种误操作, 而手机电池的电芯其实是比较脆弱的,因此完备的保护措施对一个合格的手机电池来讲是必不可少的。下面是正文:

  手机镍氢电池的保护器件非常简单,就是图中的哪个跨在两节电芯之间的扁扁的扁带一样的东西,现金网。现金网称为可恢复式保险丝,又称PTC,即正温度系数热敏电阻的英文简写。在电路上,它是串联在供电回路里面的。一旦发生大电流(比如短路)的情况,就会因其PTC效应迅速增加其本身的电阻值,起到断路的作用。

  PTC正温度系数热敏电阻,又称polyswitch聚合物自复保险丝(polymer resettable fuse)。聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组成。由于聚合物自复保险丝为导体,其上会有电流通过。当有过电流通过聚合物自复保险丝时,产生的热量(为I2R)将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电阻将上升。这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀得更大,进一步使电阻升高。当温度达到125 C时,电阻变化显著,从而使电流明显减小。此时流过聚合物自复保险丝的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障清除后,聚合物自复保险丝收缩至原来的形状,重新将碳黑粒子联结起来,从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。上述过程可循环多次。PTC的保护原理如下图:

  图左为典型的锂离子保护线路原理图,B+和B-代表典型的正负极,而P+和P-代表成品手机电池的正负极输出(见图右)。

  另外,复杂高级的锂离子电池(比如智能锂离子电池)还会包含温度保护,电量计量,实时时钟和电子范围标识码。

  简单讲手机通过读取该电阻的阻值获取电池的温度值。籍以进行相应的保护动作,比如在0~45度以外的环境,手机不进行充电,在-20~60度的范围之外手机强行关机,以此来保护在非电池容忍环境里的危险操作。

  这一点很有趣,实时时钟电路放在电池包里面的一个好处就是即使从手机上拔下电池,时钟也不会丢失,只要电池的电压不降低到3.0V以下。而现在大多数实时时钟电路是放在手机里面的,仅仅靠一个小容量的后备电池进行供电,一点手机掉电后,维持的时间非常有限。

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