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Ruilin PPTC per la protezione della batteria
PPTC for Battery Protection è una pratica soluzione di protezione da sovracorrente per batterie ricaricabili e dispositivi elettronici portatili. Un fusibile PPTC, chiamato anche fusibile ripristinabile PTC polimerico, può aiutare a proteggere i circuiti alimentati a batteria da condizioni temporanee di sovracorrente e cortocircuito fornendo al contempo il ripristino automatico dopo la rimozione del guasto e il raffreddamento del dispositivo.
Per le applicazioni a batteria, la selezione di un PPTC non dovrebbe essere basata solo sulla corrente nominale della batteria. Gli ingegneri dovrebbero valutare insieme i parametri della scheda tecnica del fusibile PPTC, la corrente di scatto Pptc, la corrente di mantenimento, la tensione massima, la corrente di guasto, la resistenza, la temperatura ambiente e il tempo di scatto.
Ruilin Semiconductor produce fusibili polimerici ripristinabili PPTC per la protezione della batteria e altre applicazioni elettroniche di protezione da sovracorrente, con opzioni SMD e piombo disponibili per diversi requisiti del circuito.
Che cosa è un fusibile PPTC?
PPTC significa coefficiente di temperatura positivo polimerico.
Un fusibile PPTC è un componente di protezione da sovracorrente ripristinabile a base di polimeri la cui resistenza aumenta bruscamente quando una corrente eccessiva provoca l'aumento della temperatura del dispositivo.
In condizioni operative normali, il PPTC ha una resistenza relativamente bassa e consente il passaggio della corrente operativa richiesta. Quando si verifica una sovracorrente anomala, il dispositivo si riscalda e la sua resistenza aumenta significativamente, limitando la corrente che scorre attraverso il circuito protetto.
Dopo che la condizione di guasto viene rimossa e il PPTC si raffredda, la sua resistenza diminuisce e il dispositivo può tornare al suo normale stato operativo.
Questo è il motivo per cui un PPTC è comunemente chiamato a:
Fusibile PPTC
Fusibile ripristinabile PTC
Fusibile ripristinabile
Polimero PTC
Fusibile PTC ripristinabile
POLIFUSO PTC
Il termine POLYFUSE è comunemente associato alla famiglia di prodotti PolySwitch di Littelfuse. Per le descrizioni tecniche generali, tuttavia, il fusibile ripristinabile PPTC o il polimero PTC è la terminologia più manufacturer-neutral.
I dispositivi PPTC a montaggio superficiale sono ampiamente utilizzati dove lo spazio PCB è limitato, comprese le applicazioni elettroniche portatili e relative alle batterie.
In che modo un PPTC protegge una batteria?
Un tipico circuito di protezione della batteria può posizionare un PPTC in serie con la batteria o il carico protetto.
Il processo operativo può essere semplificato in tre fasi:
1. Funzionamento normale della batteria
Durante il normale funzionamento, la corrente di carico rimane al di sotto della valutazione Ihold del PPTC.
Il PPTC rimane nel suo stato di bassa resistenza, producendo solo una caduta di tensione relativamente piccola.
2. Sovracorrente o cortocircuito
Se una corrente eccessiva scorre attraverso il dispositivo, la dissipazione di potenza provoca un aumento della temperatura PPTC.
All'aumentare della temperatura, la resistenza del materiale polimerico aumenta sostanzialmente.
Lo stato ad alta resistenza risultante riduce la corrente che scorre verso il circuito protetto.
3. Rimozione e ripristino dei guasti
Una volta che la condizione anormale viene rimossa, il PPTC si raffredda gradualmente.
La sua resistenza diminuisce, permettendo al circuito di tornare al normale funzionamento.
Questa caratteristica ripristinabile è particolarmente utile nei prodotti alimentati a batteria in cui la sostituzione di un fusibile convenzionale dopo ogni guasto temporaneo è scomoda.
Importante: un PPTC non sostituisce un sistema completo di gestione della batteria o di sicurezza della batteria. I pacchi batteria possono richiedere una protezione aggiuntiva come IC di protezione, MOSFET, protezione termica e controlli di ricarica appropriati a seconda della chimica della batteria e dell'applicazione.
Perché utilizzare PPTC per la protezione della batteria?
L'elettronica alimentata a batteria può sperimentare diversi tipi di condizioni di corrente anomale:
Cortocircuito di uscita
Sovracorrente di carico
Cortocircuito del connettore
Guasti alla porta USB o di ricarica
Guasti di cablaggio
Contatto conduttivo accidentale
Carichi esterni anomali
Guasti ai componenti
Un PPTC fornisce diverse caratteristiche utili per queste applicazioni.
Protezione ripristinabile
A differenza di un fusibile monouso convenzionale, un PPTC può tornare al suo stato di bassa resistenza dopo che il guasto è stato rimosso e il dispositivo si raffredda.
Pacchetti compatti SMD
I dispositivi SMD PPTC possono essere integrati direttamente sul PCB, rendendoli adatti per prodotti compatti alimentati a batteria.
Bassa resistenza allo stato normale
Un PPTC correttamente selezionato può fornire una resistenza relativamente bassa durante il normale funzionamento, contribuendo a ridurre inutili cadute di tensione e perdite di potenza.
Protezione passiva
Un PPTC non richiede firmware o un segnale di controllo esterno per rispondere a un evento di sovracorrente.
Cicli di applicazione multipli
In caso di guasti temporanei o accidentali, la caratteristica ripristinabile può ridurre la necessità di sostituire i componenti.
Scheda tecnica fusibile PPTC: parametri da controllare
Quando si seleziona un PPTC per la protezione della batteria, il foglio dati del fusibile PPTC dovrebbe essere il riferimento tecnico principale.
I parametri più importanti includono:
| Parametro | Significato | Perché è importante |
|---|---|---|
| Tenere | Mantenere la corrente | Corrente massima in condizioni specificate senza intervento |
| Viaggio | Corrente di viaggio | Corrente minima che fa passare il dispositivo verso un'alta resistenza |
| Vmax | Tensione operativa massima | Tensione massima specificata attraverso il PPTC in condizioni nominali |
| Imax | Corrente di guasto massima | Corrente di guasto massima che il dispositivo può sopportare alla tensione specificata |
| Rmin / Rmax | Resistenza iniziale | Determina la caduta di tensione dello stato normale e la perdita di potenza |
| R1max | Resistenza post-viaggio | Indica la resistenza dopo una condizione di viaggio / riflusso |
| Tempo di viaggio | Tempo di risposta del viaggio | Indica quanto velocemente il dispositivo risponde a un errore specificato |
| Temperatura di esercizio | Intervallo di temperatura | Critico perché le prestazioni PPTC dipendono dalla temperatura |
Ad esempio, un datasheet 1210L pubblicato definisce Ihold come la corrente massima che il dispositivo può trasportare senza inciampare in condizioni specificate e Itrip come la corrente minima richiesta per passare il dispositivo da bassa resistenza ad alta resistenza.
Comprensione della corrente di viaggio PPTC
La corrente di scatto Pptc è una delle specifiche più importanti quando si seleziona un fusibile ripristinabile.
Tuttavia, non deve essere interpretato come un semplice "il fusibile scatta esattamente a questo valore corrente".
Per un PPTC
:Tenere
è un utile concetto di partenza, ma il comportamento effettivo del dispositivo dipende dalla temperatura, dal layout del PCB, dall'ambiente termico, dalla durata del guasto e da altre condizioni applicative.
Ad esempio, una famiglia PPTC pubblicata può specificare:
Ihold = 2,00 A
Itrip = 4,00 A
Vmax = 6 V
Imax = 100 A
per un particolare dispositivo 1210L. Questi numeri si applicano a quella parte specifica e alle condizioni di prova; non dovrebbero essere generalizzati a ogni PPTC 2A.
Pertanto, gli ingegneri dovrebbero sempre selezionare la parte effettiva dalla scheda tecnica del produttore piuttosto che selezionare un PPTC solo dal suo nome corrente nominale.
Come selezionare un fusibile PTC 2A per la protezione della batteria
Una ricerca per PTC Fuse 2A di solito indica che il progettista ha una batteria o un carico la cui corrente normale è di circa 2 A.
Ma un "2A PPTC" può significare cose diverse a seconda della specifica.
Ad esempio, un dispositivo con: Ihold = 2 A
non inciampa necessariamente a 2 A.
Il suo Itrip reale può essere considerevolmente più alto.
Pertanto, quando si sceglie un PPTC 2A, gli ingegneri dovrebbero chiedere:
Qual è la corrente di funzionamento continua massima?
Qual è la corrente di picco normale?
Qual è la soglia di corrente di guasto desiderata?
Qual è la tensione operativa massima della batteria?
Qual è la corrente di cortocircuito disponibile?
Qual è la temperatura ambiente?
Quanta caduta di tensione può tollerare il sistema?
Quale area PCB è disponibile?
È necessaria una costruzione SMD o radiale?
Quali requisiti di sicurezza e qualificazione si applicano?
Esempio
Supponiamo che un prodotto alimentato a batteria funzioni normalmente intorno a 1,2-1,5 A, ma potrebbe subire picchi temporanei.
Un PPTC con una valutazione Ihold intorno a 2 A potrebbe inizialmente apparire adatto.
Tuttavia, l'ingegnere deve ancora verificare:
Temperatura corrente normale resistenza di riduzione della tensione caduta Itrip tempo-to-trip Vmax Imax
prima di finalizzare il componente.
Ciò è particolarmente importante perché le caratteristiche elettriche del PPTC sono specificate in particolari condizioni di prova piuttosto che come valori fissi universali.
PPTC vs fusibile convenzionale per la protezione della batteria
| Caratteristica | Fusibile ripristinabile PPTC | Fusibile convenzionale |
|---|---|---|
| Ripristina dopo l'errore | Sì, dopo il raffreddamento | No |
| Sostituzione normalmente richiesta | No | Sì |
| Resistenza normale | Relativamente basso | Molto basso |
| Meccanismo di protezione | Aumento della resistenza termica | Elemento di fusione |
| Riutilizzabile dopo un guasto temporaneo | Sì | No |
| Versioni PCB SMD | Disponibile | Disponibile |
| Adatto per elettronica alimentata a batteria | Sì | Sì |
| Migliore applicazione | Eventi anomali temporanei / ripetitivi | Protezione da guasto grave una tantum |
La scelta corretta dipende dall'architettura della batteria e dai requisiti di sicurezza.
Un PPTC è particolarmente attraente quando il prodotto può incontrare condizioni di sovracorrente temporanee o accidentali ed è auspicabile il recupero automatico.
Applicazioni elettroniche PPTC
I dispositivi PPTC sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni elettroniche Pptc.
Per le apparecchiature alimentate a batteria, le applicazioni comuni includono:
Elettronica Portatile
Smartphone
Compresse
Terminali portatili
Apparecchiature di misurazione portatili
Fotocamere digitali
Elettronica di consumo portatile
Pacchi batteria
Batterie agli ioni di litio
Batterie ai polimeri di litio
Moduli batteria ricaricabili
Sistemi di alimentazione portatili
Apparecchiature industriali alimentate a batteria
Interfacce di ricarica
I dispositivi PPTC possono anche essere utilizzati per fornire protezione da sovracorrente intorno a:
Porte di ricarica USB
Connettori di ingresso CC
Percorsi di ricarica della batteria
Uscite di potenza ausiliarie
La documentazione del prodotto PPTC pubblicata elenca la protezione della batteria e della porta del telefono cellulare tra le applicazioni tipiche.
SMD PPTC per la protezione della batteria
Per l'elettronica compatta moderna, i dispositivi SMD PPTC sono spesso preferiti perché occupano poco spazio PCB e possono essere assemblati utilizzando processi di produzione PCB standard.
Le opzioni di pacchetto tipiche possono includere: 0402 / 0603 / 0805 / 1206 / 1210 / 1812 / 2018 / 2920 /
Pacchetti SMD più grandi
Il pacchetto appropriato è determinato dalla corrente nominale, dalla tensione nominale, dalle caratteristiche termiche, dalla resistenza, dallo spazio PCB e dal tempo necessario per il viaggio.
Ad esempio, le famiglie PPTC a montaggio superficiale sono disponibili in un'ampia gamma di correnti di tenuta e di scatto, con alcune famiglie di prodotti che coprono applicazioni dall'elettronica a bassissima corrente alla protezione da più ampere.
Considerazioni sulla progettazione della protezione della batteria PPTC
Un errore comune è quello di selezionare un PPTC basato solo sulla corrente nominale della batteria.
In pratica, cinque fattori meritano particolare attenzione.
1. Corrente continua
Ihold del PPTC deve fornire un margine sufficiente al di sopra della corrente di funzionamento continua massima sotto la temperatura di funzionamento effettiva.
2. Temperatura
Le caratteristiche del PPTC dipendono dalla temperatura.
Un dispositivo che funziona correttamente a temperatura ambiente può avere diverse caratteristiche di corrente effettiva a temperatura ambiente elevata.
Pertanto, i progettisti di batterie dovrebbero controllare le curve di riduzione del valore del produttore.
3. Resistenza
La resistenza PPTC influisce direttamente sulla caduta di tensione: Vdrop = I R
e dissipazione di potenza: P = I² R
Per i sistemi di batterie a bassa tensione, una resistenza eccessiva può diventare un problema di progettazione significativo.
4. Corrente di guasto
Il PPTC deve essere in grado di sopportare la corrente di guasto prevista nelle condizioni di tensione specificate.
La specifica Imax deve quindi essere controllata insieme a Vmax.
5. Disposizione fisica
Un PPTC opera attraverso il comportamento termico, quindi l'area di rame del PCB, i componenti circostanti, le condizioni dell'involucro e la dissipazione termica possono influenzare le sue prestazioni.
La documentazione PPTC pubblicata avverte inoltre che i dispositivi subiscono un'espansione termica in condizioni di guasto e dovrebbero avere uno spazio meccanico appropriato.
Significato PPTC: perché si chiama fusibile ripristinabile?
Se stai cercando il significato PPTC, l'abbreviazione è: PPTC = coefficiente di temperatura positivo polimerico.
"Polimerico" si riferisce alla struttura del materiale a base di polimeri.
"Coefficiente di temperatura positivo" significa che la resistenza aumenta all'aumentare della temperatura.
Questo temperature-dependent cambiamento di resistenza è il principio fondamentale alla base di un fusibile ripristinabile PPTC polimerico.
A differenza di un fusibile convenzionale, il PPTC normalmente non si basa sulla fusione permanente di un elemento metallico. Invece, una corrente eccessiva provoca riscaldamento e un sostanziale aumento della resistenza.
POLYFUSE PTC vs PPTC
POLIFUSO PTC
è un'altra frase di ricerca comune utilizzata da ingegneri e acquirenti quando cercano protezione da sovracorrente ripristinabile.
La distinzione importante è tra una tecnologia e un marchio / nome di famiglia del prodotto.
PPTC
Descrive la tecnologia polimerica positive-temperature-coefficient di protezione ripristinabile.
Fusibile ripristinabile PTC
è una descrizione generale del componente.
POLIFUSO
è una terminologia di prodotto / marchio associata a determinati produttori.
PolySwitch
è un marchio Littelfuse / nome della famiglia di prodotti.
Per l'approvvigionamento, l'approccio migliore è definire prima i requisiti elettrici e quindi identificare una serie PPTC appropriata o un componente equivalente.
Lista di controllo della selezione PPTC per le applicazioni della batteria
Prima di approvare un PPTC per la produzione, verificare quanto segue:
Elettrico
Tensione massima della batteria
Corrente di funzionamento normale
Corrente di funzionamento di picco
Richiesto Ihold
Itrip richiesto
Corrente di cortocircuito prevista
Vmax
Imax
Resistenza iniziale
Resistenza post-viaggio
Termico
Temperatura ambiente massima
Condizioni di alloggiamento della batteria
Area di rame PCB
Riduzione della temperatura
Time-to-trip alla corrente di guasto prevista
Meccanica
SMD o pacchetto radiale
Impronta PCB
Liquidazione intorno al PPTC
Compatibilità di riflusso
Stress meccanico
Conformità
RoHS
REACH
Richiesto UL / TÜV o altra certificazione
Requisiti di sicurezza del sistema batteria
Requisiti di qualificazione del cliente
FAQs
1. Che cosa è un fusibile PPTC?
Un fusibile PPTC è un fusibile resettabile con coefficiente di temperatura positivo polimerico utilizzato per la protezione da sovracorrente. La sua resistenza aumenta significativamente quando una corrente eccessiva provoca il riscaldamento del dispositivo.
2. È possibile utilizzare un PPTC per la protezione della batteria?
Sì. I PPTC sono comunemente usati per la protezione da sovracorrente in batterie ricaricabili, elettronica portatile e sistemi alimentati a batteria. Tuttavia, il PPTC dovrebbe essere considerato come una parte dell'architettura generale di protezione della batteria.
3. Che cosa è corrente di viaggio PPTC?
La corrente di scatto PPTC, o Itrip, è la corrente minima specificata in condizioni di test definite in cui il dispositivo passa dal suo stato di bassa resistenza a uno stato di alta resistenza.
4. Un PPTC 2A è lo stesso di un PPTC che viaggia a 2A?
No.
Un "2A PPTC" può riferirsi alla sua valutazione Ihold. Il suo Itrip può essere sostanzialmente superiore. Controllare sempre la scheda tecnica del produttore specifico.
5. Qual è la differenza tra Ihold e Itrip?
Ihold è la corrente massima specificata che il dispositivo può trasportare senza scattare in condizioni definite.
Itrip è la corrente minima specificata che fa passare il dispositivo verso il suo stato ad alta resistenza.
6. Un PPTC scollega completamente la batteria?
Normalmente, no. Un PPTC aumenta la sua resistenza in modo sostanziale durante un guasto piuttosto che agire esattamente come un interruttore aperto meccanico.
7. Un PPTC si ripristina automaticamente?
Dopo che il guasto viene rimosso e il PPTC si raffredda, la sua resistenza può diminuire verso il suo stato normale. L'esatto comportamento di ripristino dipende dal dispositivo e dalle condizioni dell'applicazione.
8. Cosa devo cercare in un foglio dati fusibile PPTC?
Come minimo, controlla
Ihold, Itrip, Vmax, Imax, resistenza, time-to-trip, temperatura di esercizio e informazioni di riduzione
.
9. Qual è il significato di POLYFUSE PTC?
POLYFUSE è comunemente usato come termine di prodotto / marchio per alcuni prodotti di fusibili PTC ripristinabili. PPTC è la terminologia tecnologica generica.
10. Può Ruilin Semiconductor fornire campioni PPTC?
Sì. Per la valutazione ingegneristica, i clienti possono contattare Ruilin Semiconductor con la tensione richiesta, la corrente continua, i requisiti di intervento, le dimensioni del pacchetto e le condizioni di applicazione per identificare una soluzione PPTC adatta.
About Ruilin Semiconductor
Semiconduttore di rovina è un produttore di PPTC specializzato in tecnologia di fusibili ripristinabili in polimeri e componenti di protezione da sovracorrente.
Come produttore originale, Ruilin Semiconductor supporta i clienti OEM e ODM con soluzioni PPTC per diverse valutazioni di corrente, dimensioni dei pacchetti, requisiti di tensione e ambienti applicativi.
I nostri prodotti PPTC possono essere considerati per:
Protezione della batteria
Batterie
Elettronica portatile
Elettronica di consumo
Porte USB e di ricarica
Elettronica industriale
Elettronica automobilistica
Interfacce di alimentazione
Dispositivi IoT
Apparecchiature di comunicazione
Per i progetti di ingegneria, i clienti possono valutare la scheda tecnica del fusibile PPTC appropriata, comprese le caratteristiche Ihold, Itrip, Vmax, Imax, resistenza e tempo di intervento, prima di selezionare il componente finale.
Per i requisiti personalizzati, la selezione dovrebbe essere basata sulla corrente operativa effettiva, sulle condizioni di guasto, sulla temperatura ambiente, sul design del PCB e sulle caratteristiche di protezione richieste piuttosto che semplicemente sulla corrispondenza di un numero di corrente nominale.
