?此篇文章主要介紹手機(jī)電池的保護(hù)電路.我們大家在使用電池的時(shí)候總會發(fā)生各種誤操作,?而手機(jī)電池的電芯其實(shí)是比較脆弱的,因此完備的保護(hù)措施對一個(gè)合格的手機(jī)電池來講是必不可少的.下面是正文:
??? 一.鎳氫電池的保護(hù)
??? 手機(jī)鎳氫電池的保護(hù)器件非常簡單,就是圖中的哪個(gè)跨在兩節(jié)電芯之間的扁扁的扁帶一樣的東西,稱為可恢復(fù)式保險(xiǎn)絲,又稱PTC,即正溫度系數(shù)熱敏電阻的英文簡寫.在電路上,它是串聯(lián)在供電回路里面的.一旦發(fā)生大電流(比如短路)的情況,就會因其PTC效應(yīng)迅速增加其本身的電阻值,起到斷路的作用.
??? 二.PTC的介紹
??? PTC 正溫度系數(shù)熱敏電阻 又稱polyswitch 聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲 (polymer resettable fuse) ??? 聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲由聚合物基體及使其導(dǎo)電的碳黑粒子組成。 由于聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲為導(dǎo)體，其上會有電流通過。當(dāng)有過電流 通過聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲時(shí)，產(chǎn)生的熱量（為 I 2 R ）將使其膨脹。從 而碳黑粒子將分開、聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻將上升。這將促使 聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲更快的產(chǎn)生熱、膨脹得更大，進(jìn)一步使電阻升 高。當(dāng)溫度達(dá)到 125 ° C 時(shí)，電阻變化顯著，從而使電流明顯減 小。此時(shí)流過聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲的小電流足以使其保持在這個(gè)溫 度和處于高阻狀態(tài)。當(dāng)故障清除后，聚合物自復(fù)保險(xiǎn)絲收縮至原 來的形狀重新將碳黑粒子聯(lián)結(jié)起來，從而降低電阻至具有規(guī)定的 保持電流這個(gè)水平。上述過程可循環(huán)多次.圖例說明PTC的保護(hù)原理如下圖:
??? 冷態(tài)PTC電阻值僅幾十毫歐,而熱態(tài)電阻值可達(dá)幾百千歐姆.
??? 三.鋰離子電池的保護(hù)線路
??? 關(guān)于鋰離子電池保護(hù)線路的原理詳細(xì)描述參看<<電池和充電器認(rèn)識誤區(qū)(續(xù))--鋰離子電池保護(hù)線路淺談>>http://bible.younet.com/files/2002/08/15/3520.shtml
??? 本文主要以圖例進(jìn)行說明
??? 圖左為典型的鋰離子保護(hù)線路原理圖,B+,和B-代表典型的正負(fù)極,而P+和P-代表成品手機(jī)電池的正負(fù)極輸出(見圖右).
??? 四.鋰離子保護(hù)線路的保護(hù)參數(shù)
??? 另外,復(fù)雜高級的鋰離子電池(比如智能鋰離子電池)還會包含溫度保護(hù),電量計(jì)量,實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電子范圍標(biāo)識碼.
??? 五.鋰離子電池保護(hù)原理細(xì)解
??? 1.過充保護(hù)
??? 當(dāng)充電電壓超出保護(hù)值是,觸發(fā)保護(hù)線路動作,關(guān)斷開關(guān)管Q1.
??? 2.過放保護(hù)
??? 當(dāng)負(fù)載使電池電壓降低到保護(hù)電壓以下時(shí),觸發(fā)保護(hù)線路,Q1關(guān)斷.
??? 3.短路保護(hù)
?? 短路保護(hù)電路分兩種,一種是一旦觸發(fā)后,短路故障排除,Q1自行導(dǎo)通,另一種觸發(fā)后不會自行恢復(fù),需要外界強(qiáng)行充電后才會釋放Q1.目前市場上這兩種保護(hù)電路共存.
??? 六.電池其它管腳的定義和解釋
??? 在許多手機(jī)的電池輸出端,除了正負(fù)極,通常還會有一個(gè)或幾個(gè)另外的輸出端,典型有如圖的兩種,NTC電阻和ID電阻.
??? 1.ID電阻的原理
??? ID(標(biāo)識的簡拼)
??? 簡單講就是手機(jī)通過讀取該管腳電阻的阻值來獲悉電池的類型(根據(jù)阻值的不同來區(qū)分鎳氫電池和鋰離子電池,區(qū)分大容量電池和普通容量電池)
??? 2.NTC電阻
??? NTC電阻正好是前面PTC電阻的相反.NTC是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的簡拼.
??? 簡單講手機(jī)通過讀取該電阻的阻值獲取電池的溫度值.籍以進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動作.比如在0~45度以外的環(huán)境,手機(jī)不進(jìn)行充電,在-20~60度的范圍之外手機(jī)強(qiáng)行關(guān)機(jī),以此來保護(hù)在非電池容忍環(huán)境里的危險(xiǎn)操作.
??? 3.NTC原理
??? NTC電阻的阻值和溫度的對應(yīng)關(guān)系如上圖所示,圖中可以看出,該電阻對應(yīng)溫度有一個(gè)非常明確的對應(yīng)關(guān)系.該電阻還可以用來進(jìn)行一些電路的負(fù)溫度補(bǔ)償.
??? 七.綜合電路
??? 一個(gè)典型的鋰離子電池綜合保護(hù)電路,從左至右分別為電量計(jì)電路/保護(hù)電路/實(shí)時(shí)時(shí)鐘.
????這一點(diǎn)很有趣,實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路放在電池包里面的一個(gè)好處就是即使從手機(jī)上拔下電池,時(shí)鐘也不會丟失,只要電池的電壓不降低到3.0V以下.而現(xiàn)在大多數(shù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路是放在手機(jī)里面的,僅僅靠一個(gè)小容量的后備電池進(jìn)行供電,一點(diǎn)手機(jī)掉電后,維持的時(shí)間非常有限.