经验分享 · 2023年4月5日

不可忽视的PTC自恢复保险丝内阻问题

在一个使用单节锂电池的应用中,我在电池输入端串联了一个PTC自恢复保险,防止电路短路造成意外。

这是个定时产生高压信号并采集返回数据的小设备,处于间歇工作状态,每隔几秒中工作100ms左右,在验证电路中工作很好,等打出样板来,却出现了问题。

1、采样信号有严重的跳变,导致测量不准确;

2、通过测量电池电压粗略估算电量,结果采集到的电压值严重漂移,而且有跳动。

一开始怀疑电路布线有问题,引入了干扰。但这个怀疑很快排除了。用示波器测量电池电压采样输入端,发现电压值有较大跳变,进一步跟踪到DC-DC电源输入端,电压也有近0.3V的跳变。于是怀疑电池内阻太大了,造成大电流工作时电压衰减。但是把测量点放在电池的输出电极时,发现电压并没有跳变。

对着原理图仔细端详,电池到DC-DC输入端中间除了电容,就是这个PTC了。电路板上实际焊接的是某国产品牌的10V 500MA 自恢复保险,1206封装。拆下用电桥测量阻值,被吓到了,内阻足有1欧姆。用万用表测试阻值,结果相同。这样就很清楚了:在这个电路中,工作电流在100MA~350MA不停变化,导致电池电压在PTC上有0.1V到0.35V变化的压降,这样测电池电压肯定不准了;当电池电量下降到接近3.5V时,大电流状况下,DC-DC输入端电压已经下降到3.1V左右,无法为REF3030提供可靠的参考电压输入,导致ADC参考电压不准,测量结果产生差异。

后测了多种1206封装,0.5A~0.6A的自恢复保险,发现内阻多在100毫欧到200毫欧左右,那款内阻1欧姆的,确实有些过份了。