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近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，作為其載體智能手機(jī)和平板電腦也日益增多，移動(dòng)設(shè)備本身電池電量已經(jīng)不能滿足消費(fèi)者的要求。正是在這樣的市場需求下，移動(dòng)設(shè)備的“加油站”移動(dòng)電源應(yīng)運(yùn)而生，并迅速得到消費(fèi)者的青睞。但目前不少移動(dòng)電源使用中出現(xiàn)過安全問題，嚴(yán)重的更有爆炸的情況發(fā)生，嚴(yán)重威脅到消費(fèi)者的利益和人身安全。作為一款合格的移動(dòng)電源，內(nèi)部的安全保護(hù)措施必不可少。本文就來探討下移動(dòng)電源安全保護(hù)的措施及出臺(tái)統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的必要性。 移動(dòng)電源產(chǎn)品通常采用多節(jié)鋰電池并聯(lián)的方式以獲得大容量,從而滿足消費(fèi)者的需求。大部分消費(fèi)者片面追求移動(dòng)電源的大容量，而忽視了其安全性，這是很危險(xiǎn)的，容量越大的電池，通常能量密度也高，就需要更好的安全保護(hù)才能保證電池的安全使用。由于鋰電池在過充電、過電流及短路等情況下會(huì)發(fā)生爆炸起火，從而嚴(yán)重影響人身及財(cái)產(chǎn)安全。因此，鋰電池的應(yīng)用必須包含保護(hù)電路，如下圖所示。 鋰電池保護(hù)電路通常包含兩部分： 有源器件保護(hù)（保護(hù)IC和Mosfet），又稱為一級(jí)保護(hù)， 無源器件保護(hù)（MHP-TA，PTC，F(xiàn)use），又稱為二級(jí)保護(hù)。 一級(jí)保護(hù)電路主要是針對(duì)電池的過充、過放、過載及短路進(jìn)行保護(hù)，采用IC檢測電池電壓及充放電電流去控制Mosfet導(dǎo)通或關(guān)斷從而保證鋰電池工作在安全狀態(tài)。 二級(jí)保護(hù)主要是針對(duì)電池的過溫/過熱保護(hù)。 有了一級(jí)保護(hù)為什么還需要無源器件的保護(hù)呢？ 原因有三個(gè)： 1.由于保護(hù)電路參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)或一級(jí)保護(hù)電路器件故障導(dǎo)致保護(hù)電路失效； 2.鋰電池芯本身不合格，即使正常充電也有可能起火爆炸； 3.并聯(lián)電池組中出現(xiàn)故障電池芯，比如：內(nèi)部短路或電池電壓過低，如果沒有針對(duì)每個(gè)電池芯的安全保護(hù)，將會(huì)產(chǎn)生大電流導(dǎo)致電池起火爆炸，如下圖。 基于以上原因，國際上針對(duì)鋰電池的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)明確要求鋰電池在一級(jí)保護(hù)失效的情況下可以安全充放電。因此，為了讓鋰電池的應(yīng)用更加安全，在一級(jí)保護(hù)電路（IC/Mosfet）的基礎(chǔ)上，又增加了二級(jí)無源器件保護(hù)，通常使用可恢復(fù)保險(xiǎn)器件（PTC或MHP-TA）去檢測電池芯的溫度，當(dāng)溫度異常升高時(shí)PTC或MHP-TA呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，阻礙電池的充放電，從而防止鋰電池的起火爆炸，保護(hù)原理如下圖。由圖可知，當(dāng)電池溫度升高時(shí)，PTC動(dòng)作，充電回路高阻，電流接近零，電池溫度迅速下降。 保護(hù)功能實(shí)現(xiàn) 1.過流、過充、過溫保護(hù) 在給電子設(shè)備充電的過程中，在不明原因造成過流、過充，短路的情況下，移動(dòng)電源可通過內(nèi)部保護(hù)電路（一級(jí)保護(hù)）確保手機(jī)等智能設(shè)備的安全。內(nèi)置溫度感應(yīng)器件（二級(jí)保護(hù)/TE公司的MHP-TA/PPTC器件），當(dāng)電芯溫度超出預(yù)設(shè)值時(shí)，關(guān)閉電路，從而有效保護(hù)移動(dòng)電源和充電電池的安全性。 2.過放保護(hù) 移動(dòng)電源給不同數(shù)碼產(chǎn)品進(jìn)行充電時(shí)，移動(dòng)電源過度放電會(huì)影響其壽命，甚至?xí)䶮龎氖謾C(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品。移動(dòng)電源內(nèi)部一級(jí)保護(hù)電路通過電壓智能檢測系統(tǒng)，當(dāng)鋰電池電壓低于其過度放電電壓檢測點(diǎn)時(shí)將激活過度放電保護(hù)，使功率MOSFET由開通轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹姡员苊庖苿?dòng)電源過度放電現(xiàn)象產(chǎn)生。 3.電芯保護(hù) 電芯作為移動(dòng)電源的核心部件，其質(zhì)量直接影響著移動(dòng)電源的性能。一般而言，品牌移動(dòng)電源廠商多選用質(zhì)量較為可靠的鋰電芯，作為最核心的安全保障，移動(dòng)電源電芯起著至關(guān)重要的作用。鋰電池芯本身不合格，即使正常充電也有可能起火爆炸。因此，增加二級(jí)無源保護(hù)器件（TE公司的MHP-TA/PPTC器件）就顯得十分必要。 移動(dòng)電源行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的必要性 作為移動(dòng)電源中成本最高的部件，電芯好壞直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量。目前移動(dòng)電源市場常見的電芯主要有兩種，一種是柱狀鋰離子電芯18650，另一種就是聚合物鋰離子電芯。由于目前移動(dòng)電源行業(yè)尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，市場上不少移動(dòng)電源制造商為了降低成本而使用品質(zhì)不合格的電芯甚至舊電芯，而移動(dòng)電源的使用一般是貼身和隨身攜帶，且會(huì)在不同的環(huán)境、情形下充放電，因此這類產(chǎn)品使用中涉及人身的安全事故頻發(fā)，隱藏的安全隱患叫人防不勝防。 針對(duì)鋰電池的安全性要求，各國家及國際組織都出臺(tái)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范以保證鋰電池的安全使用，由于移動(dòng)電源最近兩年才大規(guī)模進(jìn)入市場，國內(nèi)還沒有針對(duì)移動(dòng)電源的安全標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致市場混亂，產(chǎn)品安全事故頻發(fā)，相關(guān)部門及行業(yè)協(xié)會(huì)正在研究討論制定移動(dòng)電源產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)，從而規(guī)范市場，保障消費(fèi)者的人身及財(cái)產(chǎn)安全。因此出臺(tái)統(tǒng)一的行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)已勢在必行。統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有助于提升移動(dòng)電源生產(chǎn)商的市場準(zhǔn)入門檻。對(duì)應(yīng)于鋰離子電池的安全標(biāo)準(zhǔn)，TE公司有一系列的無源類保護(hù)器件，如PPTC、FUSE、MHP-TA等器件來安全可靠地保護(hù)移動(dòng)電源。 |
