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三 手机电池和充电器科普电池的保护电路

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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:
一.镍氢电池的保护

三 手机电池和充电器科普电池的保护电路


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,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.
二.PTC的介绍
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 I 2 R ）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.图例说明PTC的保护原理如下图:
冷态PTC电阻值仅几十毫欧,而热态电阻值可达几百千欧姆.
三.锂离子电池的保护线路
关于锂离子电池保护线路的原理详细描述参看<<电池和充电器认识误区(续)--锂离子电池保护线路浅谈>>http://bible.younet.com/files/2002/08/15/3520.shtml
本文主要以图例进行说明
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).
四.锂离子保护线路的保护参数
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.
五.锂离子电池保护原理细解
1.过充保护
当充电电压超出保护值是,触发保护线路动作,关断开关管Q1.
2.过放保护
当负载使电池电压降低到保护电压以下时,触发保护线路,Q1关断.
3.短路保护
短路保护电路分两种,一种是一旦触发后,短路故障排除,Q1自行导通,另一种触发后不会自行恢复,需要外界强行充电后才会释放Q1.目前市场上这两种保护电路共存.
六.电池其它管脚的定义和解释
在许多手机的电池输出端,除了正负极,通常还会有一个或几个另外的输出端,典型有如图的两种,NTC电阻和ID电阻.
1.ID电阻的原理
ID(标识的简拼)
简单讲就是手机通过读取该管脚电阻的阻值来获悉电池的类型(根据阻值的不同来区分镍氢电池和锂离子电池,区分大容量电池和普通容量电池)
2.NTC电阻
NTC电阻正好是前面PTC电阻的相反.NTC是负温度系数热敏电阻的简拼.
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.
3.NTC原理
NTC电阻的阻值和温度的对应关系如上图所示,图中可以看出,该电阻对应温度有一个非常明确的对应关系.该电阻还可以用来进行一些电路的负温度补偿.
七.综合电路
一个典型的锂离子电池综合保护电路,从左至右分别为电量计电路/保护电路/实时时钟.

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