充電保護電路的案例
【實用】電氣自動化常用的幾款保護電路大解析
注意要防止鋰電池的過充，過放，短路保護等問題。同時，設計完成后要經過大量的測試。
鋰電池充電電路的設計
這里選擇了芯片TP4056為例子。根據所接電阻不同可以控制充電最大電流。可以設計充電指示燈，可以設計充電溫度即多少到多少度之間進行充電。
充電保護電路
選擇芯片DW01 和GTT8205的組合，可以做到短路保護，過充過放電的保護。
開關電源中的過流保護電路
開關電源中常用的過流保護方式
過電流保護有多種形式，如圖1所示，可分為額定電流下垂型，即フ字型；恒流型；恒功率型，多數為電流下垂型。過電流的設定值通常為額定電流的110％～130％。一般為自動恢復型。
圖1中①表示電流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。
展開 采用正確的電路保護設計，讓無人機高飛
電池在充電過程中著火或飛行途中由于一些電氣問題而發生故障，這些都是常見的例子，這就突出說明了為什么強大的電氣保護是必不可少的。
幸運的是，越來越多的工具和技術可用于實現被動電池安全系統，靜電放電（ESD）保護和失速電機保護。
圖1展示了一個通用的無人機設計，強調了無人機制造商在為其產品的各種電氣子系統設計電路保護時必須考慮的一些領域，以及為每個應用程序設計一些最常見的電路保護組件。
圖1:需要電路保護的無人機子系統
保護電池和充電電路
無人機需要機載電池來為其運作提供動力。
鋰聚合物（Lipo）電池是無人機最常用的電池類型之一，因其具有高能量密度（與尺寸和重量相關）的優勢，每個電池具有更高的電壓，因此它們可以用比其它可充電電池更少數量的電池為無人機的機載系統供電。
它們的放電速度也比其它類型的慢，因此它們在不使用時能保持更長的充電時間。
但是，如果充電或使用不當，它們無法提供長時間的最佳性能，甚至可能開始冒煙和起火。
過放電和過充電是外部產生的兩種事件，它們會導致鋰離子電池出現問題。
在過放電過程中，如果電池電壓下降到大約1.5V以下，陽極會產生氣體。當電壓降到1V以下時，來自集電器中的銅溶解，導致電池內部短路。因此，需要由電池保護IC提供欠壓保護。當電池電壓達到約4.6V時，過度充電會在陰極產生氣體和熱量積聚。盡管圓柱形電池具有內部壓力保護、激活的CIDs（電流中斷裝置）和內部PTC（正溫度系數盤，加熱時電阻增加），但LiPo電池沒有內部CIDs和PTC。
展開 OPPO又又為GaN帶貨！新市場來了
7月22日，OPPO又一次為GaN帶貨，這次不是應用在充電頭，而是替代硅基MOSFET，首次將GaN應用手機內部電路。
2020年
消費類
GaN功率器件
市場翻了一番，達到
2870萬美元（約1.86億人民幣）
。這與OPPO的推動不無關系，它是
首家采用氮化鎵
手機充電器的國內廠商，其作用可能相當于特斯拉對碳化硅的拉動。
此外，OPPO還
入股了2家氮化鎵芯片
企業。
插播：加入第三代半導體大佬交流群，請加VX：hangjiashuo666
替代2顆硅MOS
GaN讓快充更安全
最近，GaN快充都在比拼更高功率、更小尺寸，而OPPO跳出這個邏輯，再次強調充電安全。
這次GaN依舊是OPPO的殺手锏，但不是將它用在充電頭，而是首次將GaN應用在手機內部的
充電保護電路
。
手機充電功率越來越大，電池保護電路必不可少。傳統鋰電池保護電路是由2個硅MOSFET、1個控制集成電路外加一些電阻電容元件組成。隨著手機充電功率達到200W，電池端的電流達到20A。傳統硅MOS溫升明顯，甚至需要輔助導熱措施來為其散熱。
而OPPO這次的手機充電保護電路有了新的創新——用1顆GaN代替2顆硅MOS，由于GaN具備低阻抗優勢，可以大幅降低電流在保護板上的損耗，因此這個方案具備多個優勢：
一是可以無需導熱材料，降低快充過程中的發熱。
二是一顆替代兩顆，可以為越來越擁擠的手機電路板節省更多空間。
展開 干貨 | 開關電源"各類保護電路"實例詳細解剖
0
5
應用的注意事項
當過壓保護電路起作用時，電路處于非正常工作狀態。對于有輸出電壓上下調功能的電路，過壓保護點應大于輸出電壓上調最大值。
過壓保護自鎖控制電路
01
概述
在電源系統中，當反饋回路失效時，輸出電壓不受控，電壓升高超出規定范圍，此時過高的輸出電壓有可能造成后續電器設備的損壞。為解決這問題，通常在電源中增加過壓保護電路。過壓保護的方式一般有三種。
A、鉗位型：當反饋失效時，通過過壓鉗位電路將輸出電壓鉗位在一個定值。
B、間歇保護型：當反饋失效時，通過保護電路使輸出電壓來回重啟，輸出電壓的最高點為過壓保護點。
C、自鎖型：當輸出電壓達到過壓保護點時，電路動作，關閉PWM使模塊無輸出。在排除故障后再重啟電源輸出才正常供電。下述電路為自鎖型控制電路。
0
2
電路組成（原理圖）
0
3
工作原理分析
上圖中為隔離的自鎖型控制電路。
展開 
實戰經驗：PCB板的ESD保護電路設計
在多層板中，由于有了一個完整的地平面靠近走線，這樣可以使ESD更加快捷的耦合到低阻抗平面上，進而保護關鍵信號的作用。
7.電路板外圍留保護帶的方法保護法
這種方法通常是在電路板周圍畫出不加組焊層的走線。
在條件允許的情況下將該走線連接至外殼，同時要注意該走線不能構成一個封閉的環，以免形成環形天線而引入更大的麻煩。
8.采用有鉗位二極管的CMOS器件或者TTL器件進行電路的保護
這種方法是利用了隔離的原理進行電路板的保護，由于這些器件有了鉗位二極管的保護，在實際電路設計中減小了設計的復雜度。
展開 干貨 | 電路保護三種常見防護器件對比
電路保護主要有兩種形式：過壓保護和過流保護。選擇適當的電路保護器件是實現高效、可靠電路保護設計的關鍵，涉及到電路保護器件的選型，我們就必須要知道各電路保護器件的作用。在選擇電路保護器件的時候我們要知道保護電路不應干擾受保護電路的正常行為，此外，其還必須防止任何電壓瞬態造成整個系統的重復性或非重復性的不穩定行為。
電路保護最常見的器件有三：GDT、MOV和TVS。
01
GDT陶瓷氣體放電管
在正常的工作條件下，一只GDT的并聯阻抗約為1TΩ ，并聯電容為1pF以下。當施加在GDT兩端的電勢低于氣體電離電壓(即“輝光”電壓)時，GDT的小漏電流(典型值小于1 pA)和小電容幾乎不發生變化。一旦GDT達到輝光電壓，其并聯阻抗將急劇下降，從而電流流過氣體。不斷增加的電流使大量氣體形成等離子體，等離子體又使該器件上的電壓進一步降低至15V左右。當瞬變源不再繼續提供等離子電流時，等離子體就自動消失。GDT的凈效果是一種消弧作用，它能在1ms內將瞬變事件期間的電壓限制在大約15V以下。GDT的一個主要優點是迫使大部分能量消耗在瞬變的源阻抗中，而不是消耗在保護器件或被保護的電路中。GDT的觸發電壓由信號電壓的上升速率(dV/dt)、GDT的電極間隔、氣體類型以及氣體壓力共同確定。該器件可以承受高達20 kA的電流。
GDT有單極和三極兩種形式。三極GDT是一個看似簡單的器件，能在大難臨頭的關鍵時刻保持一個差分線對的平衡：少許的不對稱可以使瞬變脈沖優先耦合到平衡饋線的某一側，因而產生一個巨大的差分信號。
展開 干貨｜深入剖析鋰電池保護電路工作原理
鋰電池都有一個使用的安全電壓區間，最高和最低電壓一般被稱為充放電終止電壓或截止電壓，當電池的實際工作電壓長時間低于放電終止電壓或者長時間高于充電終止電壓時，電池內部將發生不可逆轉的傷害，嚴重傷害電池，導致性能下降，俗稱電池衰減，電池衰減的表現就是電池的內阻增大，容量下降等。
所以一般鋰離子電池內部會有一個小的PCB板，和電池封裝在一起，如下圖所示，主要作用就是用來保護電池。
紅色框選部分為電池保護板
這個電路板根據組成電路不同，一般會有過放保護、過充保護、過流保護、短路保護以及控制IC失效之后的FUSE保護這幾種，下面會以一個常見的電路，講解這幾種保護的工作原理。
11.鋰電池保護板組成
一般的鋰電池保護板由控制IC、MOS管、電阻電容、保險絲FUSE等組成，如下圖所示。
常見的鋰電池保護板電路圖
TH為溫度檢測，內部是一個10K NTC接到電池負極；ID是電池在位檢測，一般是47K/10K電阻接到電阻負極，有的是0R電阻；TH和ID均是選配，并不是所有鋰電池都有的。
接著根據上面這么電路，來看一下如下幾種保護的工作原理吧！
12.過充保護
電池充電時，電流（方向如箭頭所示）從電池包的正極流入，經過FUSE后從負極流出，最下方的兩個MOS管均是導通狀態。
展開 五類經典電源電路詳解：穩壓、開關、DC/DC、充電、恒流...
你也可以理解為廠家的一種免責性的自我保護聲明。堿性電池充電的關鍵是溫度。只要能做到對電池充電時不出現高溫，就可以順利地完成充電過程，正確的充電方法要求有幾點：
小電流50MA;
不過充1.7V，不過放1.3V。
一些人嘗試充電實踐后，斬釘截鐵地說不能充電，之所以出現充不進電、用電時間短、漏液、爆炸等問題，多數是充電器的問題，如果充電器充電電流太大，遠超過 50ma，如一些快速充電器充電電流在200ma以上，直接的后果是電池溫度很高，摸上去燙手，輕則會漏液，嚴重的就會爆炸。
有的人使用鎳氫充電電池充電器來充，低檔的充電器沒有自動停充功能，長時間的充電導致電池過充也會出現漏液和爆炸。好一點的充電器有自動停充功能，但停充電壓一般設定為鎳氫充電電池的1.42V，而堿性電池充滿電壓約為1.7V。
因此，電壓太低，感覺上就是充不進電，用電時間短，沒什么效果。再有就是電池不過放指的是不要等到電池完全沒電再充電，這樣操作，再好的電池也就能充三、五次，且效果差。
一般建議用南孚堿性電池電壓不低于1.3V。所以，你如果打算對堿性電池充電，必須要有一個合格的充電器，充電電流50ma左右，充電截止電壓1.7V左右。看看你家的充電器吧。
市面上有賣堿性電池專用充電器的，所謂專利產品。實際上就是充電電壓1.7V電流50ma的簡單電路。利用手邊現有的零件LM358和TL431我做了個簡單電路，截止電壓1.67V自動停充，成本兩元而已。供感興趣的朋友參考。
展開 干貨｜常用電路保護元件有哪些？
電子電路很容易在過壓、過流、浪涌等情況發生的時候損壞，隨著技術的發展，電子電路的產品日益多樣化和復雜化，而電路保護則變得尤為重要。電路保護元件也從簡單的玻璃管保險絲，變得種類更多，防護性能更優越。
電路保護的意義是什么？
在各類電子產品中，設置過壓保護和過流保護變得越來越重要，那么電路保護的意義到底是什么，今天就來跟大家聊一聊：
(1)由于如今電路板的集成度越來越高，板子的價格也跟著水漲船高，因此我們要加強保護。
(2)半導體器件，IC的工作電壓有越來越低的趨勢，而電路保護的目的則是降低能耗損失，減少發熱現象，延長使用壽命。
(3)車載設備，由于使用環境的條件比一般電子產品更加惡劣，汽車行駛狀況萬變，汽車啟動時產生很大的瞬間峰值電壓等。因此，在為這些電子設備配套產品的電源適配器中，一般要使用過壓保護元件。
(4)通信設備，通信場所對防雷浪涌有一定的要求，在這些設備中使用過壓保護、過流保護元件就變得重要起來，它們是保證用戶人身安全和通信正常的關鍵。
展開 拆解鎳氫電池充電器，簡單的電路設計令人震驚！
長這樣：
電池驅動，釣起魚來樂趣無窮：
驚喜的是，釣魚機自帶附贈的電池是可充電的，省下不少買干電池的錢。
5號鎳氫電池，單節標稱1200mAh，1.2V。
共3節：
充電器也自帶附贈，爽歪歪了吧：
充電器背面標注了電器參數。
輸入：直流5V；
輸出：直流，3 x 1.2V / 200mA
像模像樣：
感覺不對，怎么輕飄飄的呢：
找來一個電源適配器，蘋果家的，標稱輸出是5V，1A。
不裝電池，插上去試試。
充電器亮起個紅燈：
充電器輕得有點離譜，拆開看看。
里面竟然就這么點東西：
整體是這樣的：（這也太簡單了吧！）
作為對比，看一下三洋的一款鎳氫電池充電器，型號NC-TDR02，正面外觀：
背面外觀：
內部電路是這樣的，電路板正面，主要為開關電源的插件元器件：
電路板反面，充電管理電路在這邊：
不得不說，同樣是給鎳氫電池充電，電路的復雜程度不是一個數量級的。。。
回到這個釣魚機的充電器，看下它的小電路板：
對應的原理圖也超級簡單：
畫完原理圖已經覺得，商家為了節省成本，真的可以無節操啊！
業內行話叫cost down，扣死單！
扯遠了。
繼續分析，標注一下實物圖：
當充電器中不放入電池，直接把充電器，插入電源適配器的時候，電路各點電壓如下，均為實際的測量值：
由此可知，此時流過LED發光二極管D1的電流為：
(5.10V-1.90V) / (1Kohm) = 3.2mA
也由此可知，這個LED發光二極管只要接入電源就會亮，跟電池是否充電、充沒充滿，一點關系沒有。。。
你永遠不會知道，電池什么時候充滿電了。
展開 平板電腦外接電源輸入保護電路分析
Q8只要是和Q17部分電路是配合使用的，作用是不管什么時候，用DC5V供電時,用USB供電就不起作用，還有只用USB供電時，防止了DC座帶電。
當輸入電壓是大于5V時，如6V，9V，12V等，穩壓管D13正常工作，R66，R67和D13形成回路，Q4基極的電壓被拉低，滿足了導通條件。這時Q2的柵極的電壓被拉到了輸入電壓的水平，沒有滿足導通的條件，處于截止狀態。所以大于5V的輸入電壓會被擋在Q4前面，進不到系統里面去，避免了燒壞元器件的風險，從而起到了保護設備的作用。
鋰離子電池充電器擴流電路設計應用
五十年代末期，世界上出現了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產品向更小型化發展。集成電路從小規模集成電路迅速發展到大規模集成電路和超大規模集成電路，從而使電子產品向著高效能低消耗、高精度、高穩定、智能化的方向發展。
小型便攜式電子產品采用的鋰離子電池或鋰聚合物電池的容量較小，大部分在400~1000mAh范圍內，與之配套的充電器的最大充電電流為450~1000mAh.由于電流不大，一般采用線性充電器。鋰離子電池的不足之處在于對充電器要求比較苛刻，需要保護電路。鋰離子電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓，但是過壓充電會造成電池損壞，這就要求較高的控制精度。另外，對于電壓過低的電池需要進行預充，充電器最好帶有熱保護和時間保護，為電池提供附加保護。因此，安全有效的鋰離子電池充電器對于鋰離子電池來說就是必須而且是必要的。
鋰電池充電器外接限流型充電電源和P溝道場效應管，可以對單節鋰離子電池進行安全有效的快充，其最大特點是在不使用電感的情況下仍能做到很低的功率耗散，采用8腳μMAX封裝。充電控制精度達0.75%,可以實現預充電，具有過壓保護和溫度保護功能，最長充電時間限制為鋰離子電池提供二次保護，鋰離子電池充電器的浮充方式能夠使電池容量充至最大。當充電電源和電池在正常的工作溫度范圍內時，插入電池將啟動一次充電過程；充電結束的條件是平均的脈沖充電電流達到快充電流的1%,或時間超出片上預置的充電時間。鋰離子電池充電器能夠自動檢測充電電源，沒有電源時自動關斷以減少電池的漏電。啟動快充后打開外接的P型場效應管，當檢測到電池電壓達到設定的門限時進入脈沖充電方式，P溝道場效應管打開的時間會越來越短，充電結束時，LED指示燈將會按12%的周期閃爍。
展開 干貨 | 常見開關電源各種保護電路實例詳細解剖
過壓保護自鎖控制電路
1、概述（電路類別、實現主要功能描述）：
在電源系統中，當反饋回路失效時，輸出電壓不受控，電壓升高超出規定范圍，此時過高的輸出電壓有可能造成后續電器設備的損壞。為解決這問題，通常在電源中增加過壓保護電路。過壓保護的方式一般有三種。
A、鉗位型：當反饋失效時，通過過壓鉗位電路將輸出電壓鉗位在一個定值。
B、間歇保護型：當反饋失效時，通過保護電路使輸出電壓來回重啟，輸出電壓的最高點為過壓保護點。
C、自鎖型：當輸出電壓達到過壓保護點時，電路動作，關閉PWM使模塊無輸出。在排除故障后再重啟電源輸出才正常供電。下述電路為自鎖型控制電路。
2、電路組成（原理圖）：
3、工作原理分析(主要功能、性能指標及實現原理):
上圖中為隔離的自鎖型控制電路。當過壓保護信號CON TROL端給出一個高電平時，U1中的三極管導通，VCC為整個電路的供電端。Vcc經R5給Q2一個基極電流，Q1導通并進入飽和狀態，SHUT端被Q2拉至低電平，PWM關閉電源無輸出。Q2同時控制Q1的導通。當 Q2導通時，Q1的基極電流經R2到地，Q1導通，經R3再提供一個基極電流給Q2，維持Q2的導通。Q1及R1、R2、R3構成了Q2的正反饋電路。
4、電路的優缺點
優點：可有效的進行自鎖保護，整個電路等效于一個可控硅。
缺點：整個電路需要一個固定的Vcc。當PWM電源端無供電時，也需保證上圖中VCC電壓的存在。
5、應用的注意事項：
1． 此電路要有持續的供電自鎖才有效。
2．
展開 “1加1大于4”的電路保護設計，值得一看！
這種電路保護器件不僅僅是“兩全其美”，因為該設計還有其他優勢。MOV故障(是的，它們具有眾所周知的各種故障模式)通常以金屬化區域邊緣的所謂“浪涌孔”為特征，這通常是由浪涌期間該邊緣的MOV內部溫度升高引起的。Bourns公司表示，這項技術旨在大幅減少或消除這種故障模式。
當組合產品不僅僅是其組成部分的簡單累加時，它總會讓人感興趣。在這里，除了明顯節省空間外，這種組合還能提供性能和法規遵從方面的優勢。退后一步說，想想能夠“開箱即用”(實際上，這里是“入箱即用”)，并查看內部結構細節后發現，這種保護器件確實具有實實在在的好處。
我們經常看到通過合并封裝來實現更高水平的功能集成，從而形成更小的外殼或芯片，這通常是一件好事，但有時在性能折衷方面也有不利之處。但是，這里的情況似乎并非如此。
事實上，這是我近年來第二次看到小型非IC元器件出現這種情況。有些供應商已經在一個外殼中設計了可充電電池和超級電容器的組合，它們提供的可不光是更小的共同封裝，而是對器件構造和物理特性的根本性再思考。其結果遠遠優于兩個單獨的能量存儲元器件之和，實現了“一加一大于四”的效果!
【聲明】本文資料來源：Bourns，本內容源自網絡，僅限作者個人觀點，如有侵權，請聯系刪除！
展開 一款主要用于電路過流保護的自恢復保險絲-FSMD0603
自恢復保險絲（Self-Resettable fuse），又稱PPTC熱敏電阻，是一種基于高分子有機聚合物與導電粒子復合材料的過流電子保護元件。其通過溫度敏感的材料特性，在正常狀態下保持低電阻導通，當電路過流或溫度過高時迅速轉為高阻態切斷電流，故障排除后自動恢復初始狀態，實現了重復保護功能。
自恢復保險絲的動作原理，是一種能量的動態平衡，流過自恢復保險絲的電流，由于電流熱效應的關系，產生一定程度的熱量(自恢復保險絲都存在阻值)，產生的熱全部或部分散發到環境中，而沒有散發出去的熱便會提高自恢復保險絲元件的溫度。
工采網代理的FSMD0603是一款自恢復保險絲，主要用于電路過流保護。該產品具有高可靠性和重復使用的特點，能夠在電流恢復正常后自動復位，無需更換元件，降低了維護成本。其典型應用場景包括消費電子、通信設備、計算機及其外設等需要高效保護的領域。
產品性能穩定，能夠有效防止因過流或短路引發的損壞，同時具備較小的體積和緊湊的設計，便于在各種電子設備中集成。具體參數方面，該型號支持特定范圍的工作電壓和額定電流，確保在不同條件下均能提供可靠的保護功能。
自恢復保險絲元件處于低阻狀態，自恢復保險絲不動作，當流過自恢復保險絲元件的電流，增加或環境溫度升高，但如果達到產生的熱和散發的熱的平衡時，自恢復保險絲仍不動作。
當電流或環境溫度再提高時，自恢復保險絲會達到較高的溫度。當施加的電壓消失時，自恢復保險絲便可以自動恢復了。
展開 