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Ruilin PPTC para protección de baterías
PPTC para protección de baterías es una práctica solución de protección contra sobrecorriente para paquetes de baterías recargables y dispositivos electrónicos portátiles. Un fusible PPTC, también llamado fusible reiniciable PTC de polímero, puede ayudar a proteger los circuitos alimentados por batería contra sobrecorriente temporal y condiciones de cortocircuito al tiempo que proporciona reinicio automático después de que se elimina la falla y el dispositivo se enfría.
Para aplicaciones de batería, la selección de un PPTC no debe basarse solo en la corriente nominal de la batería. Los ingenieros deben evaluar los parámetros de la hoja de datos del fusible PPTC, la corriente de disparo de Pptc, la corriente de retención, el voltaje máximo, la corriente de falla, la resistencia, la temperatura ambiente y el tiempo de disparo juntos.
Ruilin Semiconductor fabrica fusibles reiniciables PPTC de polímero para protección de baterías y otras aplicaciones electrónicas de protección contra sobrecorriente, con opciones SMD y con plomo disponibles para diferentes requisitos de circuito.
¿Qué Es Un Fusible PPTC?
PPTC significa Coeficiente de Temperatura Polimérico Positivo.
Un fusible PPTC es un componente de protección contra sobrecorriente reiniciable basado en polímeros cuya resistencia aumenta bruscamente cuando una corriente excesiva hace que la temperatura del dispositivo aumente.
En condiciones normales de funcionamiento, el PPTC tiene una resistencia relativamente baja y permite el paso de la corriente de funcionamiento necesaria. Cuando se produce una sobrecorriente anormal, el dispositivo se calienta y su resistencia aumenta significativamente, limitando la corriente que fluye por el circuito protegido.
Después de que se elimina la condición de falla y el PPTC se enfría, su resistencia disminuye y el dispositivo puede regresar a su estado de funcionamiento normal.
Por eso un PPTC se llama comúnmente:
Fusible PPTC
Fusible reiniciable PTC
Fusible reiniciable
PTC de polímero
Fusible PTC reiniciable
POLIFUSO PTC
El término POLYFUSE se asocia comúnmente a con la familia de productos PolySwitch de Littelfuse. Sin embargo, para descripciones técnicas generales, fusible reiniciable PPTC o polímero PTC es la terminología más manufacturer-neutral .
Los dispositivos PPTC de montaje en superficie son ampliamente utilizados donde el espacio de PCB es limitado, incluida la electrónica portátil y las aplicaciones relacionadas con la batería.
¿Cómo protege un PPTC una batería?
Un circuito de protección de batería típico puede colocar un PPTC en serie con la batería o la carga protegida.
El proceso operativo se puede simplificar en tres etapas:
1. Funcionamiento normal de la batería
Durante el funcionamiento normal, la corriente de carga permanece por debajo de la clasificación Ihold del PPTC.
El PPTC permanece en su estado de baja resistencia, produciendo solo una caída de voltaje relativamente pequeña.
2. Sobrecorriente o cortocircuito
Si fluye una corriente excesiva a través del dispositivo, la disipación de potencia hace que la temperatura del PPTC aumente.
A medida que aumenta la temperatura, la resistencia del material polimérico aumenta sustancialmente.
El estado de alta resistencia resultante reduce la corriente que fluye hacia el circuito protegido.
3. Eliminación y reinicio de fallas
Una vez que se elimina la condición anormal, el PPTC se enfría gradualmente.
Su resistencia disminuye, lo que permite que el circuito vuelva al funcionamiento normal.
Esta característica reiniciable es particularmente útil en productos alimentados por batería donde reemplazar un fusible convencional después de cada falla temporal es inconveniente.
Importante: Un PPTC no sustituye a un sistema completo de gestión o seguridad de la batería. Los paquetes de baterías pueden requerir protección adicional, como un IC de protección, MOSFET, protección térmica y controles de carga adecuados, según la química y la aplicación de la batería.
¿Por qué usar PPTC para la protección de la batería?
La electrónica alimentada por batería puede experimentar varios tipos de condiciones de corriente anormales:
Cortocircuito de salida
Sobrecorriente de carga
Cortocircuito del conector
Fallos en el USB o en el puerto de carga
Fallos de cableado
Contacto conductor accidental
Cargas externas anormales
Fallos de componentes
Un PPTC proporciona varias características útiles para estas aplicaciones.
Protección reiniciable
A diferencia de un fusible convencional de una sola vez, un PPTC puede volver a su estado de baja resistencia después de que se elimine el fallo y el dispositivo se enfríe.
Paquetes SMD compactos
Los dispositivos SMD PPTC se pueden integrar directamente en la PCB, lo que los hace adecuados para productos compactos alimentados por baterías.
Baja Resistencia De Estado Normal
Un PPTC correctamente seleccionado puede proporcionar una resistencia relativamente baja durante el funcionamiento normal, lo que ayuda a reducir la caída de voltaje innecesaria y la pérdida de potencia.
Protección Pasiva
Un PPTC no requiere firmware ni una señal de control externa para responder a un evento de sobrecorriente.
Ciclos De Aplicación Múltiples
Para condiciones de fallas temporales o accidentales, la característica reiniciable puede reducir la necesidad de reemplazo de componentes.
Hoja de datos de fusibles PPTC: Parámetros que debe verificar
Al seleccionar un PPTC para la protección de la batería, la hoja de datos del fusible PPTC debe ser la referencia de ingeniería primaria.
Los parámetros más importantes incluyen:
| Parámetro | Significado | Por Qué Importa |
|---|---|---|
| Lo tengo | Mantener la corriente | Corriente máxima en condiciones específicas sin tropezar |
| Viaje | Corriente de viaje | Corriente mínima que hace que el dispositivo cambie hacia una alta resistencia |
| Vmax | Voltaje máximo de funcionamiento | Tensión máxima especificada a través del PPTC en condiciones nominales |
| Imax | Corriente máxima de falla | Corriente máxima de falla que el dispositivo puede soportar a la tensión especificada |
| Rmin / Rmax | Resistencia inicial | Determina la caída de voltaje en estado normal y la pérdida de potencia |
| R1max | Resistencia posterior al viaje | Indica resistencia después de un viaje / condición de reflujo |
| Hora de viajar | Tiempo de respuesta del viaje | Indica qué tan rápido responde el dispositivo a un fallo específico |
| Temperatura de funcionamiento | Rango de temperatura | Crítico porque el rendimiento de PPTC depende de la temperatura |
Por ejemplo, una hoja de datos 1210L publicada define Ihold como la corriente máxima que el dispositivo puede transportar sin tropezar en condiciones específicas e Itrip como la corriente mínima necesaria para cambiar el dispositivo de baja resistencia a alta resistencia.
Comprender la corriente de viaje de PPTC
La corriente de disparo de Pptc es una de las especificaciones más importantes al seleccionar un fusible reiniciable.
Sin embargo, no debe interpretarse como un simple valor de "el fusible dispara exactamente a esta corriente".
Para un PPTC
:Lo tengo
Es un concepto de inicio útil, pero el comportamiento real del dispositivo depende de la temperatura, el diseño de PCB, el entorno térmico, la duración de la falla y otras condiciones de aplicación.
Por ejemplo, una familia PPTC publicada puede especificar:
Ihold = 2,00 A
Viaje = 4,00 A
Vmax = 6 V
Imax = 100 A
Para un dispositivo 1210L en particular. Estos números se aplican a esa pieza específica y condiciones de prueba; no deben generalizarse a cada 2A PPTC.
Por lo tanto, los ingenieros siempre deben seleccionar la pieza real de la hoja de datos del fabricante en lugar de seleccionar un PPTC solo de su nombre actual nominal.
Cómo seleccionar un fusible PTC 2A para la protección de la batería
Una búsqueda de PTC Fuse 2A generalmente indica que el diseñador tiene una batería o carga cuya corriente normal es de alrededor de 2 A.
Pero un "2A PPTC" puede significar diferentes cosas dependiendo de la especificación.
Por ejemplo, un dispositivo con: Ihold = 2 A
No necesariamente tropieza a las 2 A.
Su viaje real puede ser considerablemente mayor.
Por lo tanto, al elegir un PPTC 2A, los ingenieros deben preguntar:
¿Cuál es la corriente máxima de funcionamiento continuo?
¿Cuál es la corriente máxima normal?
¿Cuál es el umbral de corriente de falla deseado?
¿Cuál es el voltaje máximo de funcionamiento de la batería?
¿Cuál es la corriente de cortocircuito disponible?
¿Cuál es la temperatura ambiente?
¿Cuánta caída de voltaje puede tolerar el sistema?
¿Qué área de PCB está disponible?
¿Se requiere construcción SMD o radial?
¿Qué requisitos de seguridad y calificación se aplican?
Ejemplo
Supongamos que un producto alimentado por batería normalmente funciona entre 1,2 y 1,5 A, pero puede experimentar picos temporales.
Un PPTC con una calificación de Ihold alrededor de 2 A podría parecer inicialmente adecuada.
Sin embargo, el ingeniero todavía necesita verificar:
Temperatura de corriente normal resistencia a la caída de voltaje Itrip tiempo de viaje Vmax Imax
Antes de finalizar el componente.
Esto es especialmente importante porque las características eléctricas de PPTC se especifican en condiciones de prueba particulares en lugar de como valores fijos universales.
PPTC vs Fusible convencional para protección de baterías
| Característica | Fusible reiniciable PPTC | Fusible convencional |
|---|---|---|
| Reiniciar después de la falla | Sí, después de enfriar | No |
| Reemplazo normalmente necesario | No | Sí |
| Resistencia normal | Relativamente bajo | Muy bajo |
| Mecanismo de protección | Aumento de la resistencia térmica | Elemento de fusión |
| Reutilizable después de una falla temporal | Sí | No |
| Versiones PCB SMD | Disponible | Disponible |
| Adecuado para electrónica con pilas | Sí | Sí |
| La mejor aplicación | Eventos anormales temporales / repetitivos | Protección de fallas graves de una sola vez |
La elección correcta depende de la arquitectura de la batería y los requisitos de seguridad.
Un PPTC es particularmente atractivo cuando el producto puede encontrar condiciones de sobrecorriente temporales o accidentales y la recuperación automática es deseable.
Aplicaciones Electrónicas PPTC
Los dispositivos PPTC se utilizan en una amplia gama de aplicaciones electrónicas Pptc.
Para equipos alimentados por batería, las aplicaciones comunes incluyen:
Electrónica Portátil
Teléfonos inteligentes
Tabletas
Terminales portátiles
Equipo de medición portátil
Cámaras digitales
Electrónica de consumo portátil
Paquetes de baterías
Paquetes de baterías de iones de litio
Paquetes de baterías de polímero de litio
Módulos de batería recargable
Sistemas de energía portátiles
Equipo industrial alimentado por batería
Interfases de carga
Los dispositivos PPTC también se pueden usar para proporcionar protección contra sobrecorriente alrededor de:
Puertos de carga USB
Conectores de entrada de CC
Rutas de carga de la batería
Salidas de potencia auxiliares
La documentación de productos PPTC publicada lista la batería del teléfono móvil y la protección del puerto entre las aplicaciones típicas.
SMD PPTC para protección de baterías
Para la electrónica compacta moderna, los dispositivos SMD PPTC a menudo son preferidos porque ocupan poco espacio en PCB y se pueden ensamblar utilizando procesos de fabricación de PCB estándar.
Las opciones de paquetes típicos pueden incluir: 0402 / 0603 / 0805 / 1206 / 1210 / 1812 / 2018 / 2920 /
Paquetes SMD más grandes
El paquete apropiado está determinado por la clasificación de corriente, la clasificación de voltaje, las características térmicas, la resistencia, el espacio de PCB y el tiempo necesario para disparar.
Por ejemplo, las familias de PPTC de montaje en superficie están disponibles en una amplia gama de corrientes de retención y disparo, con algunas familias de productos que cubren aplicaciones desde electrónica de muy baja corriente hasta protección de varios amperios.
Consideraciones de diseño de protección de batería PPTC
Un error común es seleccionar un PPTC basado solo en la corriente nominal de la batería.
En la práctica, cinco factores merecen especial atención.
1. Corriente continua
El Ihold del PPTC debe proporcionar un margen suficiente por encima de la corriente máxima de funcionamiento continuo bajo la temperatura de funcionamiento real.
2. Temperatura
Las características de PPTC son dependientes de la temperatura.
Un dispositivo que funciona correctamente a temperatura ambiente puede tener diferentes características de corriente efectiva a temperatura ambiente elevada.
Por lo tanto, los diseñadores de paquetes de baterías deben comprobar las curvas de reducción del fabricante.
3. Resistencia
La resistencia PPTC afecta directamente la caída de voltaje: Vdrop = I R
Y disipación de potencia: P = I² R
Para los sistemas de baterías de bajo voltaje, la resistencia excesiva puede convertirse en un problema de diseño importante.
4. Corriente de falla
El PPTC debe ser capaz de soportar la corriente de falla esperada bajo las condiciones de voltaje especificadas.
Por lo tanto, la especificación Imax debe comprobarse junto con Vmax.
5. Diseño físico
Un PPTC funciona a través del comportamiento térmico, por lo que el área de cobre de PCB, los componentes circundantes, las condiciones del recinto y la disipación térmica pueden influir en su rendimiento.
La documentación publicada de PPTC también advierte que los dispositivos se someten a una expansión térmica durante condiciones de falla y deben tener un espacio mecánico apropiado.
Significado de PPTC: ¿Por qué se llama fusible reiniciable?
Si está buscando el significado de PPTC, la abreviatura es: PPTC = Coeficiente de temperatura positivo polimérico.
"Polimérico" se refiere a la estructura del material a base de polímeros.
"Coeficiente de temperatura positivo" significa que la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura.
Este temperature-dependent cambio de resistencia es el principio fundamental de un fusible reiniciable PPTC de polímero.
A diferencia de un fusible convencional, el PPTC normalmente no depende de la fusión permanente de un elemento metálico. En cambio, una corriente excesiva provoca calentamiento y un aumento sustancial de la resistencia.
POLYFUSE PTC vs PPTC
POLIFUSO PTC
Es otra frase de búsqueda común utilizada por ingenieros y compradores cuando buscan protección contra sobrecorriente reiniciable.
La distinción importante es entre una tecnología y un nombre de marca / producto-familia.
PPTC
Describe la tecnología de protección reiniciable polimérica positive-temperature-coefficient .
Fusible reiniciable PTC
Es una descripción general de los componentes.
POLIFUSO
Es una terminología de producto / marca asociada a con ciertos fabricantes.
PolySwitch
Es una marca registrada / nombre de familia de producto de Littelfuse.
Para la contratación, el mejor enfoque es definir primero los requisitos eléctricos y luego identificar una serie PPTC adecuada o un componente equivalente.
Lista de verificación de selección de PPTC para aplicaciones de batería
Antes de aprobar un PPTC para la producción, compruebe lo siguiente:
Eléctrico
Voltaje máximo de la batería
Corriente de funcionamiento normal
Corriente máxima de funcionamiento
Ihold necesario
Viaje obligatorio
Corriente de cortocircuito esperada
Vmax
Imax
Resistencia inicial
Resistencia posterior al viaje
Térmico
Temperatura ambiente máxima
Condiciones del recinto de la batería
Área de cobre de PCB
Reducción de temperatura
Tiempo de viaje a la corriente de falla esperada
Mecánica
Paquete SMD o radial
Huella de PCB
Despacho alrededor del PPTC
Compatibilidad de reflujo
Estrés mecánico
Cumplimiento
RoHS
ALCANZAR
UL / TÜV u otra certificación requerida
Requisitos de seguridad del sistema de batería
Requisitos de calificación del cliente
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué es un fusible PPTC?
Un fusible PPTC es un fusible reiniciable de coeficiente de temperatura positivo polimérico utilizado para protección contra sobrecorriente. Su resistencia aumenta significativamente cuando una corriente excesiva hace que el dispositivo se caliente.
2. ¿Se puede utilizar un PPTC para proteger la batería?
Sí. Los PPTC se utilizan comúnmente para la protección contra sobrecorriente en paquetes de baterías recargables, electrónica portátil y sistemas alimentados por baterías. Sin embargo, el PPTC debe considerarse como una parte de la arquitectura general de protección de la batería.
3. ¿Qué es la corriente de viaje de PPTC?
La corriente de disparo PPTC, o Itrip, es la corriente mínima especificada en condiciones de prueba definidas en las que el dispositivo cambia de su estado de baja resistencia a un estado de alta resistencia.
4. ¿Es un PPTC 2A lo mismo que un PPTC que viaja a 2A?
No.
Un "2A PPTC" puede referirse a su clasificación Ihold. Su viaje puede ser sustancialmente más alto. Siempre revise la hoja de datos del fabricante específico.
5. ¿Cuál es la diferencia entre Ihold y Itrip?
Ihold es la corriente máxima especificada que el dispositivo puede transportar sin tropezar en condiciones definidas.
Itrip es la corriente mínima especificada que hace que el dispositivo cambie hacia su estado de alta resistencia.
6. ¿Un PPTC desconecta completamente la batería?
Normalmente, no. Un PPTC aumenta su resistencia sustancialmente durante una falla en lugar de actuar exactamente como un interruptor mecánico abierto.
7. ¿Se reinicia automáticamente un PPTC?
Después de que se elimina el fallo y el PPTC se enfría, su resistencia puede disminuir hacia su estado normal. El comportamiento exacto de reinicio depende del dispositivo y las condiciones de la aplicación.
8. ¿Qué debo buscar en una hoja de datos de fusibles PPTC?
Como mínimo, comprueba
Ihold, Itrip, Vmax, Imax, resistencia, tiempo de viaje, temperatura de funcionamiento e información de reducción
.
9. ¿Cuál es el significado de POLYFUSE PTC?
POLYFUSE se usa comúnmente como un término de producto / marca para ciertos productos de fusibles PTC reiniciables. PPTC es la terminología de tecnología genérica.
10. ¿Puede Ruilin Semiconductor proporcionar muestras PPTC?
Sí. Para la evaluación de ingeniería, los clientes pueden ponerse en contacto con Ruilin Semiconductor con su voltaje requerido, corriente continua, requisito de viaje, tamaño del paquete y condiciones de aplicación para identificar una solución PPTC adecuada.
About Ruilin Semiconductor
Semiconductor de Ruilin Es un fabricante de PPTC que se especializa en tecnología de fusibles reiniciables de polímeros y componentes de protección contra sobrecorriente.
Como fabricante original, Ruilin Semiconductor apoya a los clientes OEM y ODM con soluciones PPTC para diferentes clasificaciones de corriente, tamaños de paquetes, requisitos de voltaje y entornos de aplicación.
Nuestros productos PPTC se pueden considerar para:
Protección de la batería
Paquetes de baterías
Electrónica portátil
Electrónica de consumo
Puertos USB y de carga
Electrónica industrial
Electrónica automotriz
Interfases de energía
Dispositivos de IoT
Equipo de comunicación
Para proyectos de ingeniería, los clientes pueden evaluar la hoja de datos de fusibles PPTC adecuada, incluidas las características de Ihold, Itrip, Vmax, Imax, resistencia y tiempo de viaje, antes de seleccionar el componente final.
Para requisitos personalizados, la selección debe basarse en la corriente de funcionamiento real, el estado de fallas, la temperatura ambiente, el diseño de PCB y las características de protección requeridas en lugar de simplemente coincidir con un número de corriente nominal.
