2009.1.30廣州越秀區(qū)東華南路聯(lián)想電腦專(zhuān)賣(mài)店內(nèi)發(fā)生一起手機(jī)鋰電池爆炸事件，店內(nèi)一名年輕男子頸部大動(dòng)脈破裂，當(dāng)場(chǎng)死亡。

    所以對(duì)于鋰電池的安全性也越來(lái)越引起人們的重視。鋰電池保護(hù)板選擇合適的貼片保險(xiǎn)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(hù)板組成（如圖2）    

    鋰電池保護(hù)板主要功能：（1）過(guò)度充電保護(hù)，（2）過(guò)度放電保護(hù)，（3）過(guò)電流/短路保護(hù)

    鋰電池保護(hù)板主要元器件：1，保護(hù)IC2，MOSFET3，SMDFUSE

    二.單節(jié)鋰電池保護(hù)板上保險(xiǎn)絲的選擇

    1，封裝：根據(jù)客戶(hù)的線路板決定試用尺寸，一般用1206/0603尺寸。

    2，額定電壓：24V以上

    3，額定電流：一般采用5A（要考慮到保險(xiǎn)絲在鋰電池保護(hù)板上是2次保護(hù)，所以

    要考慮到保護(hù)IC的保護(hù)延遲時(shí)間來(lái)確定保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間）

    4，冷電阻：15mΩ以下

    5，安規(guī)要求：UL認(rèn)證

    6，符合RoHS要求和Halogen-Free要求    

    下面舉2個(gè)例子來(lái)說(shuō)明保險(xiǎn)絲的選擇。    

 舉例1：某單節(jié)鋰電池保護(hù)板電路圖如圖3，保護(hù)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(hù)電路工作正常。

    保護(hù)IC過(guò)電流保護(hù)原理：電流當(dāng)放電電流過(guò)大或短路情況發(fā)生時(shí),保護(hù)IC將激活過(guò)(短路)電流保護(hù),此時(shí)過(guò)電流的檢測(cè)是將PowerMOS的Rds(on)當(dāng)成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測(cè)其電壓的下降情形,若比所定的過(guò)電流檢測(cè)電壓還高則停止放電。

    根據(jù)公式‘V-(過(guò)電流檢測(cè)電壓)=I(放電電流)*Rds(on)*2’可以算出放電電流達(dá)到多少保護(hù)IC開(kāi)始進(jìn)行保護(hù)作用。

    1：短路保護(hù)情況：

    當(dāng)過(guò)電流檢測(cè)電壓0.9V，MOS管內(nèi)阻取最大值時(shí)候，可以檢測(cè)過(guò)電流將為最小值。算出此時(shí)過(guò)電流值為15A，此時(shí)保護(hù)IC保護(hù)延遲時(shí)間320us；

    當(dāng)過(guò)電流檢測(cè)電壓1.5V，MOS管內(nèi)阻取最小值時(shí)候，可以檢測(cè)過(guò)電流將為最大值。

    算出此時(shí)過(guò)電流值為46.875A，此時(shí)保護(hù)IC保護(hù)延遲時(shí)間380us。

    結(jié)論1：需求保險(xiǎn)絲在46.875A時(shí)候熔斷時(shí)間要大于380us，才能保證短路保護(hù)情況下保險(xiǎn)絲不會(huì)先于保護(hù)IC熔斷。

    B：保護(hù)電路工作異常。    

    此時(shí)保護(hù)IC對(duì)短路不能起到保護(hù)作用，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)候需要保險(xiǎn)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(hù)板內(nèi)阻：MOS管內(nèi)阻＋保險(xiǎn)絲內(nèi)阻（15mΩ）＋PCB板內(nèi)阻（10mΩ）

    短路負(fù)載內(nèi)阻：0～100mΩ

    要考慮保險(xiǎn)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。

    結(jié)論2：此要求保險(xiǎn)絲在11A電流情況下快速熔斷。

    綜合A，B兩種情況，此保護(hù)板上選用SARTS0603-F-5.0A可以滿足要求。

    舉例2：某鋰電池保護(hù)板上采用保護(hù)IC為MM3177，MOSFET為AO8810

    A：我們也可以用示波器測(cè)試其保護(hù)IC的短路保護(hù)延遲時(shí)間。

    短路情況：多次短路測(cè)試發(fā)現(xiàn)保護(hù)IC（MM3177）能很好的起到短路保護(hù)作用，短路延遲時(shí)間11.4ms。短路其短路電流情況如圖7（多次測(cè)試發(fā)現(xiàn)每次短路延遲時(shí)間變化微小，取其中較大的一次），此時(shí)測(cè)試到短路電流為16.4A。    

    根據(jù)測(cè)試情況，此款電池保護(hù)板采用的保護(hù)IC（MM3177）在做輸出短路保護(hù)時(shí)候有一個(gè)保護(hù)延遲時(shí)間，從測(cè)試來(lái)看短路電流在15A~20A時(shí)候，MM3177的短路保護(hù)延遲時(shí)間為10ms~13ms。

    （1）測(cè)試S0603-B-5.0A保險(xiǎn)絲在20A熔斷時(shí)間如下表1

    表1

    （2）從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看S0603-B-5.0A在20A先熔斷時(shí)間大于保護(hù)ICMM3177同電流情況下保護(hù)延遲時(shí)間（11ms~13ms）。

    （3）此電池保護(hù)板（采用MM3177）上采用S0603-B-5.0A保險(xiǎn)絲，能更好的起到保護(hù)作用。

    從實(shí)例1，2可以看出，單節(jié)鋰電池上選擇保險(xiǎn)絲需要考慮到保護(hù)IC的短路保護(hù)時(shí)間。

    三.薩特科技用于鋰電池應(yīng)用的保險(xiǎn)絲參考

    南京薩特科技發(fā)展有限公司專(zhuān)注于貼片保險(xiǎn)絲的研發(fā)和生產(chǎn)，重視鋰電池市場(chǎng)對(duì)保險(xiǎn)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(yīng)用與單節(jié)鋰電池上的保險(xiǎn)絲，在市場(chǎng)上占據(jù)了一席之地。薩特鋰電池的客戶(hù)有比亞迪，德賽電池，飛毛腿電池等。