Ruilin Semiconductor (Shenzhen) Co., Ltd.

Ruilin PPTC pour la protection de la batterie

PPTC pour la protection de la batterie est une solution pratique de protection contre les surintensités pour les batteries rechargeables et les appareils électroniques portables. Un fusible PPTC, également appelé fusible réinitialisable PTC polymère, peut aider à protéger les circuits alimentés par batterie contre les surintensités temporaires et les conditions de court-circuit tout en fournissant une réinitialisation automatique après la suppression du défaut et le refroidissement de l'appareil.

Pour les applications sur batterie, la sélection d'un PPTC ne doit pas être basée uniquement sur le courant nominal de la batterie. Les ingénieurs doivent évaluer ensemble les paramètres de la fiche technique du fusible PPTC, le courant de déclenchement Pptc, le courant de maintien, la tension maximale, le courant de défaut, la résistance, la température ambiante et le temps de déclenchement.

Ruilin Semiconductor fabrique des fusibles réinitialisables PPTC en polymère pour la protection de la batterie et d'autres applications de protection électronique contre les surintensités, avec des options SMD et plombées disponibles pour différentes exigences de circuit.

Qu'est-ce qu'un fusible PPTC?

PPTC signifie coefficient de température positif polymère.

Un fusible PPTC est un composant de protection contre les surintensités réinitialisable à base de polymère dont la résistance augmente fortement lorsqu'un courant excessif fait augmenter la température de l'appareil.

Dans des conditions de fonctionnement normales, le PPTC a une résistance relativement faible et laisse passer le courant de fonctionnement requis. Lorsqu'une surintensité anormale se produit, l'appareil chauffe et sa résistance augmente considérablement, limitant le courant circulant dans le circuit protégé.

Une fois la condition de défaut supprimée et le PPTC refroidi, sa résistance diminue et l'appareil peut revenir à son état de fonctionnement normal.

C'est pourquoi un PPTC est communément appelé :

Fusible PPTC

Fusible réinitialisable PTC

Fusible réinitialisable

Polymère PTC

Fusible PTC réinitialisable

POLYFUSE PTC

Le terme POLYFUSE est communément associé à la famille de produits PolySwitch de Littelfuse. Pour les descriptions techniques générales, cependant, le fusible réinitialisable PPTC ou le polymère PTC est la terminologie la plus manufacturer-neutral .

Les dispositifs PPTC à montage en surface sont largement utilisés là où l'espace PCB est limité, y compris l'électronique portable et les applications liées aux batteries.

Comment un PPTC protège-t-il une batterie?

Un circuit de protection de batterie typique peut placer un PPTC en série avec la batterie ou la charge protégée.

Le processus d'exploitation peut être simplifié en trois étapes :

1. Fonctionnement normal de la batterie

En fonctionnement normal, le courant de charge reste inférieur à la cote Ihold du PPTC.

Le PPTC reste dans son état de faible résistance, ne produisant qu'une chute de tension relativement faible.

2. Surintensité ou court-circuit

Si un courant excessif traverse l'appareil, la dissipation de puissance entraîne une augmentation de la température PPTC.

À mesure que la température augmente, la résistance du matériau polymère augmente considérablement.

L'état de haute résistance qui en résulte réduit le courant circulant vers le circuit protégé.

3. Suppression et réinitialisation des pannes

Une fois la condition anormale supprimée, le PPTC refroidit progressivement.

Sa résistance diminue, permettant au circuit de revenir à un fonctionnement normal.

Cette caractéristique réinitialisable est particulièrement utile dans les produits alimentés par batterie où le remplacement d'un fusible conventionnel après chaque défaut temporaire n'est pas pratique.

Important : Un PPTC ne remplace pas un système complet de gestion de la batterie ou de sécurité de la batterie. Les batteries peuvent nécessiter une protection supplémentaire telle qu'un circuit intégré de protection, des MOSFET, une protection thermique et des commandes de charge appropriées en fonction de la chimie et de l'application de la batterie.

Pourquoi utiliser PPTC pour la protection de la batterie?

L'électronique alimentée par batterie peut connaître plusieurs types de conditions de courant anormales :

Court-circuit de sortie

Surintensité de charge

Court-circuit du connecteur

Défauts du port USB ou de charge

Défauts de câblage

Contact conducteur accidentel

Charges externes anormales

Défaillances des composants

Un PPTC fournit plusieurs caractéristiques utiles pour ces applications.

Protection réinitialisable

Contrairement à un fusible à usage unique conventionnel, un PPTC peut revenir à son état de faible résistance une fois que le défaut est supprimé et que l'appareil se refroidit.

Paquets SMD compacts

Les dispositifs SMD PPTC peuvent être intégrés directement sur le PCB, ce qui les rend adaptés aux produits compacts alimentés par batterie.

Faible résistance à l'état normal

Un PPTC correctement sélectionné peut fournir une résistance relativement faible pendant le fonctionnement normal, aidant à réduire les chutes de tension et les pertes de puissance inutiles.

Protection passive

Un PPTC ne nécessite pas de micrologiciel ou de signal de commande externe pour répondre à un événement de surintensité.

Cycles d'application multiples

Pour les défauts temporaires ou accidentels, la caractéristique réinitialisable peut réduire le besoin de remplacement des composants.

Fiche technique des fusibles PPTC : paramètres à vérifier

Lors de la sélection d'un PPTC pour la protection de la batterie, la fiche technique du fusible PPTC doit être la principale référence technique.

Les paramètres les plus importants incluent :

Par exemple, une fiche technique 1210L publiée définit Ihold comme le courant maximal que l'appareil peut transporter sans trébucher dans des conditions spécifiées et Itrip comme le courant minimal requis pour faire passer l'appareil d'une résistance faible à une résistance élevée.

Comprendre le voyage PPTC actuel

Le courant de déclenchement Pptc est l'une des spécifications les plus importantes lors de la sélection d'un fusible réinitialisable.

Cependant, cela ne doit pas être interprété comme une simple valeur "le fusible se déclenche exactement à ce courant".

Pour un PPTC
:Je tiens

est un concept de départ utile, mais le comportement réel de l'appareil dépend de la température, de la disposition du PCB, de l'environnement thermique, de la durée du défaut et d'autres conditions d'application.

Par exemple, une famille PPTC publiée peut spécifier :

Ihold = 2,00 A

Itrip = 4,00 A

Vmax = 6 V

Imax = 100 A

pour un appareil 1210L particulier. Ces chiffres s'appliquent à cette pièce spécifique et aux conditions d'essai ; ils ne devraient pas être généralisés à tous les PPTC 2A.

Par conséquent, les ingénieurs doivent toujours sélectionner la pièce réelle dans la fiche technique du fabricant plutôt que de sélectionner un PPTC uniquement à partir de son nom actuel nominal.

Comment sélectionner un fusible PTC 2A pour la protection de la batterie

Une recherche de PTC Fuse 2A indique généralement que le concepteur a une batterie ou une charge dont le courant normal est d'environ 2 A.

Mais un "PPTC 2A" peut signifier différentes choses en fonction de la spécification.

Par exemple, un appareil avec : Ihold = 2 A

ne trébuche pas nécessairement à 2 A.

Son Itrip réel peut être considérablement plus élevé.

Par conséquent, lors du choix d'un PPTC 2A, les ingénieurs devraient demander :

Quel est le courant de fonctionnement continu maximal?

Quel est le courant de crête normal?

Quel est le seuil de courant de défaut souhaité?

Quelle est la tension de fonctionnement maximale de la batterie?

Quel est le courant de court-circuit disponible?

Quelle est la température ambiante?

Quelle chute de tension le système peut-il tolérer?

Quelle zone PCB est disponible?

Une construction SMD ou radiale est-elle nécessaire?

Quelles exigences de sécurité et de qualification s'appliquent?

Exemple

Supposons qu'un produit alimenté par batterie fonctionne normalement entre 1,2 et 1,5 A, mais peut connaître des pics temporaires.

Un PPTC avec une note Ihold autour de 2 A peut initialement sembler approprié.

Cependant, l'ingénieur doit encore vérifier :

Chute de tension de résistance à la réduction de la température du courant normal Itrip time-to-trip Vmax Imax

Avant de finaliser le composant.

Ceci est particulièrement important car les caractéristiques électriques PPTC sont spécifiées dans des conditions de test particulières plutôt que sous forme de valeurs fixes universelles.

Fusible PPTC vs conventionnel pour la protection de la batterie

Le bon choix dépend de l'architecture de la batterie et des exigences de sécurité.

Un PPTC est particulièrement attrayant lorsque le produit peut rencontrer des conditions de surintensité temporaires ou accidentelles et qu'une récupération automatique est souhaitable.

Applications électroniques PPTC

Les dispositifs PPTC sont utilisés dans une large gamme d'applications électroniques Pptc.

Pour les équipements alimentés par batterie, les applications courantes comprennent :

Électronique portable

Smartphones

Comprimés

Terminaux portables

Équipement de mesure portable

Appareils photo numériques

Électronique grand public portable

Batteries

Batteries Li-ion

Batteries Li-polymère

Modules de batteries rechargeables

Systèmes d'alimentation portables

Équipement industriel alimenté par batterie

Interfaces de charge

Les dispositifs PPTC peuvent également être utilisés pour fournir une protection contre les surintensités autour de :

Ports de chargement USB

Connecteurs d'entrée CC

Chemins de charge de la batterie

Sorties de puissance auxiliaires

La documentation publiée sur les produits PPTC répertorie la protection des batteries et des ports des téléphones portables parmi les applications typiques.

SMD PPTC pour la protection de la batterie

Pour l'électronique compacte moderne, les dispositifs SMD PPTC sont souvent préférés car ils occupent peu d'espace sur les PCB et peuvent être assemblés à l'aide de processus de fabrication de PCB standard.

Les options de package typiques peuvent inclure : 0402 / 0603 / 0805 / 1206 / 1210 / 1812 / 2018 / 2920 /

Des packages SMD plus volumineux

Le package approprié est déterminé par le courant nominal, le voltage nominal, les caractéristiques thermiques, la résistance, l'espace PCB et le temps de déclenchement requis.

Par exemple, les familles PPTC montées en surface sont disponibles sur une large gamme de courants de maintien et de déclenchement, certaines familles de produits couvrant des applications allant de l'électronique à très faible courant à la protection de plusieurs ampères.

Considérations relatives à la conception de la protection de la batterie PPTC

Une erreur courante consiste à sélectionner un PPTC uniquement en fonction du courant nominal de la batterie.

En pratique, cinq facteurs méritent une attention particulière.

1. Courant continu

L'Ihold du PPTC doit fournir une marge suffisante au-dessus du courant de fonctionnement continu maximal sous la température de fonctionnement réelle.

2. Température

Les caractéristiques PPTC dépendent de la température.

Un appareil qui fonctionne correctement à température ambiante peut avoir des caractéristiques de courant efficaces différentes à une température ambiante élevée.

Par conséquent, les concepteurs de batteries devraient vérifier les courbes de déclassement du fabricant.

3. Résistance

La résistance PPTC affecte directement la chute de tension : Vdrop = I R

et dissipation de puissance : P = I² R

Pour les systèmes de batteries basse tension, une résistance excessive peut devenir un problème de conception important.

4. Courant de défaut

Le PPTC doit être capable de résister au courant de défaut attendu dans les conditions de tension spécifiées.

La spécification Imax doit donc être vérifiée avec Vmax.

5. Disposition physique

Un PPTC fonctionne par comportement thermique, de sorte que la zone de cuivre du PCB, les composants environnants, les conditions de l'enceinte et la dissipation thermique peuvent influencer ses performances.

La documentation PPTC publiée avertit également que les appareils subissent une dilatation thermique dans des conditions de défaut et doivent disposer d'un espace mécanique approprié.

Signification PPTC : Pourquoi est-il appelé fusible réinitialisable?

Si vous recherchez la signification de PPTC, l'abréviation est : PPTC = Coefficient de température positif polymère.

"Polymère" fait référence à la structure du matériau à base de polymère.

"Coefficient de température positif" signifie que la résistance augmente à mesure que la température augmente.

Ce changement de résistance temperature-dependent est le principe fondamental d'un fusible réinitialisable PPTC en polymère.

Contrairement à un fusible conventionnel, le PPTC ne repose normalement pas sur la fusion permanente d'un élément métallique. Au lieu de cela, un courant excessif provoque un échauffement et une augmentation substantielle de la résistance.

POLYFUSE PTC vs PPTC

POLYFUSE PTC 
est une autre expression de recherche courante utilisée par les ingénieurs et les acheteurs lorsqu'ils recherchent une protection contre les surintensités réinitialisable.

La distinction importante est entre une technologie et un nom de marque / de famille de produits.

PPTC
Décrit positive-temperature-coefficient technologie de protection réinitialisable.

Fusible réinitialisable PTC
est une description générale des composants.

POLYFUSE
est une terminologie produit / marque associée à certains fabricants.

PolySwitch
est une marque commerciale / nom de famille de produits Littelfuse.

Pour l'approvisionnement, la meilleure approche consiste à définir d'abord les exigences électriques, puis à identifier une série PPTC appropriée ou un composant équivalent.

Liste de contrôle de sélection PPTC pour les applications de batterie

Avant d'approuver un PPTC pour la production, vérifiez les points suivants :

Électricité

Tension maximale de la batterie

Courant de fonctionnement normal

Courant de fonctionnement de pointe

Requis Ihold

Itrip requis

Courant de court-circuit attendu

Vmax

Imax

Résistance initiale

Résistance post-voyage

Thermique

Température ambiante maximale

Conditions du boîtier de la batterie

Zone de cuivre PCB

Dératation de la température

Temps de déclenchement au courant de défaut attendu

Mécanique

SMD ou paquet radial

Empreinte PCB

Dégagement autour du PPTC

Compatibilité de reflux

Contrainte mécanique

Conformité

RoHS

REACH

Certification UL / TÜV ou autre requise

Exigences de sécurité du système de batterie

Exigences de qualification des clients

FAQ

1. Qu'est-ce qu'un fusible PPTC?

Un fusible PPTC est un fusible polymère réinitialisable à coefficient de température positif utilisé pour la protection contre les surintensités. Sa résistance augmente considérablement lorsqu'un courant excessif fait chauffer l'appareil.

2. Un PPTC peut-il être utilisé pour la protection de la batterie?

Oui. Les PPTC sont couramment utilisés pour la protection contre les surintensités dans les batteries rechargeables, les appareils électroniques portables et les systèmes alimentés par batterie. Cependant, le PPTC doit être considéré comme une partie de l'architecture globale de protection de la batterie.

3. Qu'est-ce que le voyage PPTC actuel?

Le courant de déclenchement PPTC, ou Itrip, est le courant minimal spécifié dans des conditions de test définies auxquelles l'appareil passe de son état de faible résistance à un état de résistance élevée.

4. Un PPTC 2A est-il le même qu'un PPTC qui trébuche à 2A?

Non. 
Un "PPTC 2A" peut faire référence à sa cote Ihold. Son Itrip peut être nettement plus élevé. Vérifiez toujours la fiche technique du fabricant spécifique.

5. Quelle est la différence entre Ihold et Itrip?

Ihold est le courant maximal spécifié que l'appareil peut transporter sans trébucher dans des conditions définies.

Itrip est le courant spécifié minimum qui fait basculer l'appareil vers son état de haute résistance.

6. Un PPTC déconnecte-t-il complètement la batterie?

Normalement, non. Un PPTC augmente considérablement sa résistance pendant un défaut plutôt que d'agir exactement comme un interrupteur ouvert mécanique.

7. Un PPTC est-il automatiquement réinitialisé?

Une fois le défaut supprimé et le PPTC refroidi, sa résistance peut diminuer vers son état normal. Le comportement de réinitialisation exact dépend de l'appareil et des conditions d'application.

8. Que dois-je rechercher dans une fiche technique de fusible PPTC?

Au minimum, vérifiez 
Ihold, Itrip, Vmax, Imax, résistance, temps de déclenchement, température de fonctionnement et informations de réduction
.

9. Quelle est la signification de POLYFUSE PTC?

POLYFUSE est couramment utilisé comme terme de produit / marque pour certains fusibles PTC réinitialisables. PPTC est la terminologie technologique générique.

10. Ruilin Semiconductor peut-il fournir des échantillons PPTC?

Oui. Pour l'évaluation technique, les clients peuvent contacter Ruilin Semiconductor avec la tension requise, le courant continu, les exigences de voyage, la taille de l'emballage et les conditions d'application pour identifier une solution PPTC appropriée.

About Ruilin Semiconductor 

Semi-conducteur Ruilin est un fabricant de PPTC spécialisé dans la technologie des fusibles réinitialisables en polymère et les composants de protection contre les surintensités.En tant que fabricant d'origine, Ruilin Semiconductor prend en charge les clients OEM et ODM avec des solutions PPTC pour différentes cotes de courant, tailles de boîtier, exigences de tension et environnements d'application.

Nos produits PPTC peuvent être considérés pour :

Protection de la batterie

Batteries

Électronique portable

Électronique grand public

Ports USB et de charge

Électronique industrielle

Électronique automobile

Interfaces d'alimentation

Appareils IoT

Équipement de communication

Pour les projets d'ingénierie, les clients peuvent évaluer la fiche technique du fusible PPTC appropriée, y compris les caractéristiques Ihold, Itrip, Vmax, Imax, la résistance et le temps de déclenchement, avant de sélectionner le composant final.

Pour les exigences personnalisées, la sélection doit être basée sur le courant de fonctionnement réel, l'état de défaut, la température ambiante, la conception du PCB et les caractéristiques de protection requises plutôt que de simplement faire correspondre un nombre de courant nominal.