泰科電子(Tyco Electronics)近期推出神秘武器，結(jié)束了熱保護(hù)器不能采用SMD工藝裝配的歷史。它還同時(shí)推出了外型和尺寸靈活到“見(jiàn)縫插針”的MHP(金屬混合物PPTC)，它的尺寸和外型可以完全利用電池包的縫隙，不占額外空間，設(shè)計(jì)中可以忽略它的“地位”。

　　“不怕熱”的熱保護(hù)器

　　對(duì)于過(guò)熱保護(hù)器件來(lái)說(shuō)，如何裝配到電路板一直是棘手的問(wèn)題，因?yàn)檠b配過(guò)程中SMD工藝的高溫會(huì)使熱保護(hù)器件“痛不欲生”提前斷開(kāi)，廠商們都用手工裝配規(guī)避這一問(wèn)題的產(chǎn)生，不過(guò)費(fèi)用也因而增加。泰科電子近期推出的神秘武器解決了這個(gè)矛盾，讓熱保護(hù)器也能承受回流焊的高溫，結(jié)束了熱保護(hù)器不能采用SMD工藝裝配的歷史。

　　這個(gè)神秘武器就是RPT(Reflowable Thermal Protection)可回流焊熱保護(hù)器，它能承受3次峰值溫度遠(yuǎn)超過(guò)200℃(可達(dá)260℃)的回流焊而不打開(kāi)，然而當(dāng)它在實(shí)際應(yīng)用中，一旦檢測(cè)到溫度超過(guò)200℃就會(huì)斷開(kāi)。這對(duì)看起來(lái)很矛盾的指標(biāo)是如何實(shí)現(xiàn)的?

　　原來(lái)這個(gè)RPT使用了一種一次性電子激活機(jī)制。當(dāng)用戶完成回流焊之后，可在最后測(cè)試過(guò)程中激活RPT，RPT被激活后，會(huì)變得熱敏感，當(dāng)它的溫度達(dá)到200℃時(shí)，就會(huì)形成開(kāi)路。這個(gè)斷開(kāi)是不可自動(dòng)回復(fù)的，一旦RPT斷開(kāi)，只能重新安裝一個(gè)。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，這個(gè)激活的時(shí)間節(jié)點(diǎn)非常靈活，可以在系統(tǒng)啟動(dòng)或系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

　　據(jù)介紹，泰科電子RPT產(chǎn)品系列中的首款器件是RTP200，可被用來(lái)取代汽車(chē)設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的功率場(chǎng)效應(yīng)管、繼電器和重型散熱器等冗余器件，以節(jié)省成本和空間。相比傳統(tǒng)的熱保護(hù)解決方案比如TCD、PPTC和電阻等，它具有低熱斷開(kāi)、高可靠性、適應(yīng)SMD組裝、高DC工作電流(超過(guò)30A)、最大中斷電流超過(guò)100A、一次性斷開(kāi)等全面的優(yōu)點(diǎn)，其中即使是現(xiàn)在熱門(mén)的PPTC也不能做到一次性斷開(kāi)、高工作電流以及這么大的斷開(kāi)電流，更何況它還不耐高溫，在175℃時(shí)就斷開(kāi)了。

　　不過(guò)RTP200的這個(gè)200℃的斷開(kāi)溫度來(lái)頭有點(diǎn)蹊蹺，很多汽車(chē)級(jí)工作溫度的芯片工作范圍遠(yuǎn)不到200℃，RTP需要檢測(cè)到它周?chē)钠骷囟冗_(dá)到200℃時(shí)才斷開(kāi)，會(huì)不會(huì)失去保護(hù)作用?對(duì)此，泰科電子電路保護(hù)部門(mén)全球市場(chǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)Eric Braddom解釋?zhuān)?00℃是一個(gè)合適的溫度斷開(kāi)點(diǎn)。因?yàn)檫@個(gè)溫度高于大部分電子器件正常工作時(shí)的溫度范圍，但低于常見(jiàn)無(wú)鉛焊料熔點(diǎn)。也就是說(shuō)，當(dāng)旁邊的器件在規(guī)定溫度范圍內(nèi)工作時(shí)，RTP200器件不會(huì)斷開(kāi)電路;但會(huì)在溫度超過(guò)正常范圍后，在器件脫焊和形成短路風(fēng)險(xiǎn)之前斷開(kāi)電路。

　　在260℃的回流焊中也堅(jiān)強(qiáng)不屈的RTP200，激活后在應(yīng)用中超過(guò)200℃就折了

　　事實(shí)上，RTP200在電路環(huán)境中起到的是最后一道防線的作用，當(dāng)這道防線被沖開(kāi)了，就只有維修一途了，需要重新安裝一個(gè)RTP。一個(gè)RTP的價(jià)格是0.48美金。

　　Eric Braddom繼續(xù)介紹，RTP器件在汽車(chē)應(yīng)用中對(duì)冗余FET的替代意義重大。盡管現(xiàn)在的powerFET越來(lái)越耐用，但在苛刻的工作環(huán)境下比如汽車(chē)中仍容易出現(xiàn)故障，尤其是在超出其額定值后，它們會(huì)很快出現(xiàn)故障。如果電壓超過(guò) powerFET的最大工作電壓，那么它很快就會(huì)被燒毀。如果瞬時(shí)電壓所包含的能量高于額定破壞能量水平，那么裝置將損壞;形成破壞性熱事件，最終可能導(dǎo)致裝置冒煙、起火或脫焊。RTP 器件可幫助汽車(chē)功率電子系統(tǒng)(比如冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)、ABS、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、PTC 加熱器等)達(dá)到可靠性要求。

　　除了汽車(chē)，RTP還可以用于IT服務(wù)器、通信電源和工業(yè)應(yīng)用。

　　“見(jiàn)縫插針”的金屬混合物PPTC

　　除了“不怕熱”的熱保護(hù)器件，泰科電子還同時(shí)推出了外型和尺寸靈活到見(jiàn)縫插針的MHP(Metal Hybrid PPTC,金屬混合物正系數(shù)溫度電阻)，它的尺寸和外型可以完全利用電池包的縫隙，不占額外空間，適應(yīng)于無(wú)線電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)、后備電源等大電流電鋰離子電池組應(yīng)用。

　　安裝在電池包縫隙中的MHP30-36

　　MHP由一個(gè)雙金屬保護(hù)器及一個(gè)PPTC(聚合物正溫度系數(shù))器件并聯(lián)而成，提供可自我恢復(fù)的過(guò)流保護(hù)。這種混合體的好處是，既能提供可復(fù)位的過(guò)電流保護(hù)功能，又可利用 PPTC器件的低電阻特性來(lái)抑制雙金屬保護(hù)器在大電流條件下動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生電弧。

　　我們知道，大電流電鋰離子電池組應(yīng)用需要穩(wěn)定、可靠的電路保護(hù)，不過(guò)目前可用的傳統(tǒng)電路保護(hù)裝置普遍較大、復(fù)雜或價(jià)格較高。有些電路保護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)合使用 IC 和 MOSFET 或類(lèi)似復(fù)雜方案;有些考慮在30A+工作電流的直流電應(yīng)用中采用雙金屬保護(hù)器，但必須用很大的觸點(diǎn)才能承受這么高的電流，結(jié)果導(dǎo)致保護(hù)裝置體積過(guò)大。此外，由于觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧可能損壞觸點(diǎn)，所以還必須限制動(dòng)作次數(shù)。

　　Eric Braddom自豪宣稱(chēng)，這些困繞都成為了過(guò)去式。他表示這個(gè) MHP 綜合器件可代替或減少實(shí)際應(yīng)用中放電 FET 及散熱器件，不但減少空間占用，節(jié)約成本，還可以提高保護(hù)性能。

　　Eric Braddom進(jìn)一步表示，相對(duì)于常用雙金屬保護(hù)器，MHP的優(yōu)勢(shì)非常明顯：由于電流路徑極短，所以器件的電阻非常低;只有接觸點(diǎn)才會(huì)產(chǎn)生熱量，從而可以通過(guò)熱控制器件實(shí)施準(zhǔn)確的熱激活;更加緊湊。

　　記者獲悉，MHP器件的首款產(chǎn)品MHP30-36器件的最高額定值式36V DC/100A，采購(gòu)5萬(wàn)片時(shí)價(jià)格為2美元。在電池包中，放多少顆MHP合適呢，這可直接關(guān)系到成本。Eric Braddom表示，以18650鋰電池為例，當(dāng)然每顆電池都有一個(gè)熱保護(hù)是最好的，考慮到成本，可以將MHP卡在兩顆電池芯片中間，或者溫度點(diǎn)最高的地方，具體放置量和方式需要與客戶溝通才能確定。

　　看起來(lái)，泰科電子推出的這兩款器件表露的電路保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)非常明顯，即往SMD工藝靠攏和極度靈活的尺寸和外型設(shè)計(jì)，前者為節(jié)省成本的一大利器，后者體現(xiàn)了供應(yīng)商正不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)以滿足用戶越來(lái)越“刁”的胃口。