科普：手機電池的保護電路

此篇文章主要解析手機電池的保護電路。我們大家在使用電池的時候總會發生各種誤操作，而手機電池的電芯其實是比較脆弱的，因此完備的保護措施對一個合格的手機電池來講是必不可少的。下面是正文：

一、鎳氫電池的保護

手機鎳氫電池的保護器件非常簡單，就是圖中的哪一個跨在兩節電芯之間的扁扁的扁帶一樣的東西，稱為可恢復式保險絲，又稱pTC，即正溫度系數熱敏電阻的英文簡寫。在電路上，它是串聯在供電回路里面的。一旦發生大電流（比如短路）的情況，就會因其pTC效應迅速增加其本身的電阻值，起到斷路的作用。

二、pTC的解析

pTC正溫度系數熱敏電阻，又稱polyswitch聚合物自復保險絲（polymerresettablefuse）。聚合物自復保險絲由聚合物基體及使其導電的碳黑粒子組成。由于聚合物自復保險絲為導體，其上會有電流通過。當有過電流通過聚合物自復保險絲時，萌生的熱量（為I2R）將使其膨脹。從而碳黑粒子將分開、聚合物自復保險絲的電阻將上升。這將促使聚合物自復保險絲更快的萌生熱、膨脹得更大，進一步使電阻升高。當溫度達到125°C時，電阻變化顯著，從而使電流分明減小。此時流過聚合物自復保險絲的小電流足以使其保持在這個溫度和處于高阻狀態。當故障清除后，聚合物自復保險絲收縮至原來的形狀，重新將碳黑粒子聯結起來，從而降低電阻至具有規定的保持電流這個水平。上述過程可循環多次。pTC的保護原理如下圖：

冷態pTC電阻值僅幾十毫歐，而熱態電阻值可達幾百千歐姆。

三、鋰電池的保護線路

本文主要以圖例進行說明。

圖左為典型的鋰離子保護線路原理圖，B+和B-代表典型的正負極，而p+和p-代表成品手機電池的正負極輸出（見圖右）。

四、鋰離子保護線路的保護參數

另外，復雜高級的鋰電池（比如智能鋰電池）還會蘊含溫度保護，電量計量，實時時鐘和電子范圍標識碼。

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