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。它還同時推出了外型和尺寸靈活到“見縫插針”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)計中可以忽略它的“地位”。

　　“不怕熱”的熱保護(hù)器

　　對于過熱保護(hù)器件來說，如何裝配到電路板一直是棘手的問題，因為裝配過程中SMD工藝的高溫會使熱保護(hù)器件“痛不欲生”提前斷開，廠商們都用手工裝配規(guī)避這一問題的產(chǎn)生，不過費(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200℃(可達(dá)260℃)的回流焊而不打開，然而當(dāng)它在實(shí)際應(yīng)用中，一旦檢測到溫度超過200℃就會斷開。這對看起來很矛盾的指標(biāo)是如何實(shí)現(xiàn)的?

　　原來這個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，可在最后測試過程中激活RPT，RPT被激活后，會變得熱敏感，當(dāng)它的溫度達(dá)到200℃時，就會形成開路。這個斷開是不可自動回復(fù)的，一旦RPT斷開，只能重新安裝一個。對用戶來說，這個激活的時間節(jié)點(diǎn)非常靈活，可以在系統(tǒng)啟動或系統(tǒng)測試過程中自動實(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，可被用來取代汽車設(shè)計中經(jīng)常使用的功率場效應(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、高可靠性、適應(yīng)SMD組裝、高DC工作電流(超過30A)、最大中斷電流超過100A、一次性斷開等全面的優(yōu)點(diǎn)，其中即使是現(xiàn)在熱門的PPTC也不能做到一次性斷開、高工作電流以及這么大的斷開電流，更何況它還不耐高溫，在175℃時就斷開了。

　　不過RTP200的這個200℃的斷開溫度來頭有點(diǎn)蹊蹺，很多汽車級工作溫度的芯片工作范圍遠(yuǎn)不到200℃，RTP需要檢測到它周圍的器件溫度達(dá)到200℃時才斷開，會不會失去保護(hù)作用?對此，泰科電子電路保護(hù)部門全球市場戰(zhàn)略總監(jiān)Eric Braddom解釋，200℃是一個合適的溫度斷開點(diǎn)。因為這個溫度高于大部分電子器件正常工作時的溫度范圍，但低于常見無鉛焊料熔點(diǎn)。也就是說，當(dāng)旁邊的器件在規(guī)定溫度范圍內(nèi)工作時，RTP200器件不會斷開電路;但會在溫度超過正常范圍后，在器件脫焊和形成短路風(fēng)險之前斷開電路。

　　在260℃的回流焊中也堅強(qiáng)不屈的RTP200，激活后在應(yīng)用中超過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)這道防線被沖開了，就只有維修一途了，需要重新安裝一個RTP。一個RTP的價格是0.48美金。

　　Eric Braddom繼續(xù)介紹，RTP器件在汽車應(yīng)用中對冗余FET的替代意義重大。盡管現(xiàn)在的powerFET越來越耐用，但在苛刻的工作環(huán)境下比如汽車中仍容易出現(xiàn)故障，尤其是在超出其額定值后，它們會很快出現(xiàn)故障。如果電壓超過 powerFET的最大工作電壓，那么它很快就會被燒毀。如果瞬時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 器件可幫助汽車功率電子系統(tǒng)(比如冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)、ABS、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、PTC 加熱器等)達(dá)到可靠性要求。

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

　　“見縫插針”的金屬混合物PPTC

　　除了“不怕熱”的熱保護(hù)器件，泰科電子還同時推出了外型和尺寸靈活到見縫插針的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)于無線電動工具、電動自行車、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由一個雙金屬保護(hù)器及一個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)的過流保護(hù)。這種混合體的好處是，既能提供可復(fù)位的過電流保護(hù)功能，又可利用 PPTC器件的低電阻特性來抑制雙金屬保護(hù)器在大電流條件下動作時產(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)，不過目前可用的傳統(tǒng)電路保護(hù)裝置普遍較大、復(fù)雜或價格較高。有些電路保護(hù)設(shè)計結(jié)合使用 IC 和 MOSFET 或類似復(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)，所以還必須限制動作次數(shù)。

　　Eric Braddom自豪宣稱，這些困繞都成為了過去式。他表示這個 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，相對于常用雙金屬保護(hù)器，MHP的優(yōu)勢非常明顯：由于電流路徑極短，所以器件的電阻非常低;只有接觸點(diǎn)才會產(chǎn)生熱量，從而可以通過熱控制器件實(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5萬片時價格為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，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，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)計以滿足用戶越來越“刁”的胃口。