傳統(tǒng)的針對(duì)大電流鋰離子電池應(yīng)用（如無線電動(dòng)工具、電動(dòng)車和后備電源）的電路保護(hù)方案傾向于使用大型、復(fù)雜或昂貴的保護(hù)技術(shù)。例如，一般電路保護(hù)設(shè)計(jì)方案采用IC和MOSFET結(jié)合使用的方案或者其他類似的復(fù)雜方案。某些設(shè)計(jì)可能考慮在要求30A以上工作電流的直流電源應(yīng)用中采用傳統(tǒng)的雙金屬片保護(hù)器件，不過，該方案要求雙金屬片接觸點(diǎn)足夠大，以承受大電流，這導(dǎo)致保護(hù)器件體積過大；此外，這些傳統(tǒng)雙金屬保護(hù)器件的動(dòng)作次數(shù)必須受到限制，因?yàn)橛|點(diǎn)之間可能產(chǎn)生的電弧會(huì)損壞觸點(diǎn)。

本文介紹了一種新的混合式技術(shù)，它可提供一種緊湊、穩(wěn)健的電路保護(hù)器件，它能在額定電壓超過30VDC的情況下提供30A以上的工作電流。這種金屬混合PPTC器件（MHP）由一個(gè)雙金屬片保護(hù)器和一個(gè)聚合物正溫度系數(shù)（PPTC）器件并聯(lián)而成。這種組合既能提供可復(fù)位的過電流保護(hù)功能，又可利用PPTC器件的低電阻特性來防止雙金屬片在大電流條件下產(chǎn)生電弧，同時(shí)還能加熱雙金屬片，使其保持在打開鎖定狀態(tài)。

混合技術(shù)——設(shè)計(jì)概念

大電流放電鋰離子電池組應(yīng)用要求穩(wěn)健、可靠的電路保護(hù)。市場(chǎng)對(duì)更輕、更小設(shè)備日益增長(zhǎng)的需求意味著這些電池保護(hù)設(shè)計(jì)必須提供更高的可靠性，同時(shí)占用更少的空間。在這種市場(chǎng)趨勢(shì)下，新的MHP混合器件應(yīng)運(yùn)而生。這種器件可以用來替代許多復(fù)雜IC/FET電池保護(hù)設(shè)計(jì)中使用的放電FET和相配套的散熱器，或減少它們的數(shù)量，同時(shí)增強(qiáng)保護(hù)功能。

在MHP器件正常工作時(shí)，由于雙金屬片的電阻低，電流通過雙金屬片流過。當(dāng)異常情況發(fā)生時(shí)，比如電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子閉鎖時(shí)，電路中將產(chǎn)生很大的電流，導(dǎo)致雙金屬觸點(diǎn)打開，其接觸電阻增加。此時(shí)電流將流經(jīng)電阻更低的PPTC器件。流過PPTC的電流不僅抑制了觸點(diǎn)之間電弧的產(chǎn)生，同時(shí)又能加熱雙金屬片，使其保持在打開鎖定狀態(tài)。如圖1所示，MHP器件的動(dòng)作步驟包括：

1.在正常工作過程中，由于接觸電阻非常低，所以大部分電流將通過雙金屬片。

2.觸點(diǎn)開始打開，接觸電阻迅速上升。當(dāng)接觸電阻高于PPTC器件電阻時(shí)，大部分電流將分流至PPTC器件，流經(jīng)觸點(diǎn)的電流會(huì)很少或完全沒有，從而防止觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧。當(dāng)電流分流至PPTC器件時(shí)，其電阻迅速上升，并達(dá)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接觸電阻的水平，使PPTC溫度上升。

3.觸點(diǎn)打開后，PPTC器件開始對(duì)雙金屬片進(jìn)行加熱，使其保持在打開狀態(tài)，直到過電流條件消失或電源關(guān)閉為止。