【導(dǎo)讀】智能手機(jī)及平板電腦等消費(fèi)電子的蓬勃發(fā)展催化了鋰離子電池的巨大需求，加速了鋰離子電池對(duì)其他化學(xué)電池的沖擊。由于，人們對(duì)于消費(fèi)電子超長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間的渴望，為獲得更高的電池容量和能量密度，就相對(duì)地也降低了鋰離子電池的安全應(yīng)用門限。于是，就要求鋰離子電池的電路保護(hù)必須更加可靠。
智能手機(jī)及平板電腦等消費(fèi)電子的蓬勃發(fā)展催化了鋰離子電池的巨大需求，也加速了鋰離子電池對(duì)其他化學(xué)電池的沖擊。即使以現(xiàn)有的應(yīng)用市場(chǎng)計(jì)算，因產(chǎn)品的升級(jí)而導(dǎo)致的需求增長(zhǎng)，也將使鋰離子電池繼續(xù)保持 25% 的增速。
而另一方面，人們對(duì)于消費(fèi)電子超長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間的渴望，使得鋰離子電池行業(yè)需要不斷地提升充電電壓或使用不成熟的電極材料，以獲得更高的電池容量和能量密度，但這相對(duì)地也降低了鋰離子電池的安全應(yīng)用門限。這些都要求鋰離子電池的電路保護(hù)必須更加可靠。
典型的鋰離子電池保護(hù)電路如圖 1，其核心包括了構(gòu)成一級(jí)防護(hù)的 IC+MosFET 的主動(dòng)保護(hù)方案以及二級(jí)防護(hù)的 PPTC。由于現(xiàn)在鋰離子電池保護(hù)板空間逐漸減小，加之 IC 集成度提升和成本壓力，通常人們認(rèn)為主動(dòng)保護(hù)已經(jīng)足夠及時(shí)和強(qiáng)大，部分設(shè)計(jì)者考慮取消二級(jí)防護(hù)或者采用雙 IC 保護(hù)方案，但這樣是否可行呢？
圖 1：典型的鋰離子電池保護(hù)電路
靜電在日常生活中是十分容易產(chǎn)生的，人體摩擦感應(yīng)的靜電甚至可達(dá)到 15kV 以上。靜電及其放電可通過力學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)、強(qiáng)電場(chǎng)效應(yīng)等對(duì)元器件造成破壞或損傷，既可能是永久性的（如功能喪失，不能恢復(fù)），也可能是暫時(shí)性的（如靜電放電產(chǎn)生的干擾使功能暫時(shí)喪失）；既可能是突發(fā)失效，也可能是潛在失效，具有極強(qiáng)的隱蔽性、潛在性、隨機(jī)性及復(fù)雜性。
作為鋰離子電池一級(jí)保護(hù)的 IC 和 MosFET 是靜電危害的重災(zāi)區(qū)，其中 80% 的損失都是潛在性的，會(huì)導(dǎo)致電路功能暫時(shí)性失效。圖 2 是 ESD 對(duì) IC 和 MosFET 的破壞和損傷，鋰離子電池保護(hù)電路一旦遭受靜電放電，極有可能使其保護(hù)功能出現(xiàn)失效或隱患。
圖二：ESD對(duì)IC和MosFET的破壞和損傷
一旦 IC 和 MosFET 的功能喪失或可靠性降低，鋰離子在充電和使用過程中極有可能由于過充電、短路及過放電等導(dǎo)致燃燒或爆炸。此時(shí)被動(dòng)保護(hù)器件，如 PPTC、MHP-TA 等的作用就極其重要了。由此可見，取消被動(dòng)保護(hù)器件或采用主動(dòng)方案取代被動(dòng)保護(hù)器件的設(shè)計(jì)都是不可取的，會(huì)大幅降低鋰離子電池保護(hù)的可靠性。
全面的安全保護(hù)不僅不能取消 PPTC/MHP-TA 等過流過溫保護(hù)器件，還需要在接口中增加 ESD 防護(hù)器件，以最大限度的提升鋰離子電池保護(hù)方案的可靠性，TE 電路保護(hù)部的 PESD 和 SESD 靜電防護(hù)器件就是很好的選擇。
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