电路保护器件正往表面贴装和灵活设计方向大步前进

泰科电子（Tyco Electronics）近期推出神秘武器，结束了热保护器不能采用SMD工艺装配的历史。它还同时推出了外型和尺寸灵活到“见缝插针”的MHP（金属混合物PPTC），它的尺寸和外型可以完全利用电池包的缝隙，不占额外空间，设计中可以忽略它的“地位”。

“不怕热”的热保护器

对于过热保护器件来说，如何装配到电路板一直是棘手的问题，因为装配过程中SMD工艺的高温会使热保护器件“痛不欲生”提前断开，厂商们都用手工装配规避这一问题的产生，不过费用也因而增加。泰科电子近期推出的神秘武器解决了这个矛盾，让热保护器也能承受回流焊的高温，结束了热保护器不能采用SMD工艺装配的历史。

这个神秘武器就是RPT（Reflowable Thermal Protection）可回流焊热保护器，它能承受3次峰值温度远超过200℃（可达260℃）的回流焊而不打开，然而当它在实际应用中，一旦检测到温度超过200℃就会断开。这对看起来很矛盾的指标是如何实现的？

原来这个RPT使用了一种一次性电子激活机制。当用户完成回流焊之后，可在最后测试过程中激活RPT，RPT被激活后，会变得热敏感，当它的温度达到200℃时，就会形成开路。这个断开是不可自动回复的，一旦RPT断开，只能重新安装一个。对用户来说，这个激活的时间节点非常灵活，可以在系统启动或系统测试过程中自动实现。

据介绍，泰科电子RPT产品系列中的首款器件是RTP200，可被用来取代汽车设计中经常使用的功率场效应管、继电器和重型散热器等冗余器件，以节省成本和空间。相比传统的热保护解决方案比如TCD、PPTC和电阻等，它具有低热断开、高可靠性、适应SMD组装、高DC工作电流（超过30A）、最大中断电流超过100A、一次性断开等全面的优点，其中即使是现在热门的PPTC也不能做到一次性断开、高工作电流以及这么大的断开电流，更何况它还不耐高温，在175℃时就断开了。

不过RTP200的这个200℃的断开温度来头有点蹊跷，很多汽车级工作温度的芯片工作范围远不到200℃，RTP需要检测到它周围的器件温度达到200℃时才断开，会不会失去保护作用？对此，泰科电子电路保护部门全球市场战略总监Eric Braddom解释，200℃是一个合适的温度断开点。因为这个温度高于大部分电子器件正常工作时的温度范围，但低于常见无铅焊料熔点。也就是说，当旁边的器件在规定温度范围内工作时，RTP200器件不会断开电路；但会在温度超过正常范围后，在器件脱焊和形成短路风险之前断开电路。

事实上，RTP200在电路环境中起到的是最后一道防线的作用，当这道防线被冲开了，就只有维修一途了，需要重新安装一个RTP。一个RTP的价格是0.48美金。

Eric Braddom继续介绍，RTP器件在汽车应用中对冗余FET的替代意义重大。尽管现在的powerFET越来越耐用，但在苛刻的工作环境下比如汽车中仍容易出现故障，尤其是在超出其额定值后，它们会很快出现故障。如果电压超过 powerFET的最大工作电压，那么它很快就会被烧毁。如果瞬时电压所包含的能量高于额定破坏能量水平，那么装置将损坏；形成破坏性热事件，最终可能导致装置冒烟、起火或脱焊。RTP 器件可帮助汽车功率电子系统（比如冷却风扇系统、ABS、电动助力转向系统、PTC 加热器等）达到可靠性要求。

除了汽车，RTP还可以用于IT服务器、通信电源和工业应用。

“见缝插针”的金属混合物PPTC

除了“不怕热”的热保护器件，泰科电子还同时推出了外型和尺寸灵活到见缝插针的MHP（Metal Hybrid PPTC，金属混合物正系数温度电阻），它的尺寸和外型可以完全利用电池包的缝隙，不占额外空间，适应于无线电动工具、电动自行车、后备电源等大电流电锂离子电池组应用。

MHP由一个双金属保护器及一个PPTC（聚合物正温度系数）器件并联而成，提供可自我恢复的过流保护。这种混合体的好处是，既能提供可复位的过电流保护功能，又可利用 PPTC器件的低电阻特性来抑制双金属保护器在大电流条件下动作时产生电弧。

我们知道，大电流电锂离子电池组应用需要稳定、可靠的电路保护，不过目前可用的传统电路保护装置普遍较大、复杂或价格较高。有些电路保护设计结合使用 IC 和 MOSFET 或类似复杂方案；有些考虑在30A+工作电流的直流电应用中采用双金属保护器，但必须用很大的触点才能承受这么高的电流，结果导致保护装置体积过大。此外，由于触点之间产生电弧可能损坏触点，所以还必须限制动作次数。

Eric Braddom自豪宣称，这些困绕都成为了过去式。他表示这个 MHP 综合器件可代替或减少实际应用中放电 FET 及散热器件，不但减少空间占用，节约成本，还可以提高保护性能。

Eric Braddom进一步表示，相对于常用双金属保护器，MHP的优势非常明显：由于电流路径极短，所以器件的电阻非常低；只有接触点才会产生热量，从而可以通过热控制器件实施准确的热激活；更加紧凑。

记者获悉，MHP器件的首款产品MHP30-36器件的最高额定值式36V DC/100A，采购5万片时价格为2美元。在电池包中，放多少颗MHP合适呢，这可直接关系到成本。Eric Braddom表示，以18650锂电池为例，当然每颗电池都有一个热保护是最好的，考虑到成本，可以将MHP卡在两颗电池芯片中间，或者温度点最高的地方，具体放置量和方式需要与客户沟通才能确定。

看起来，泰科电子推出的这两款器件表露的电路保护的发展趋势非常明显，即往SMD工艺靠拢和极度灵活的尺寸和外型设计，前者为节省成本的一大利器，后者体现了供应商正不断改进设计以满足用户越来越“刁”的胃口。