新型手持式无人机遥控器要求遥控距离远达8~15KM(测绘专业级达30KM)、同时要求续航时间长达2-3小时以上(专业级达4-8小时)的大功率电池,这对手持式无人机遥控器的轻量化设计要求带来很大难度,所以都采用能量密度高和循环寿命长的三元锂电池供电才能使遥控器减轻重量。但三元锂电池的热失控温度较低,遇到过充过放发热或负载过载和短路大电流发热都容易引发热失控而爆炸。而过载或短路源,可能是PCB布线太近而在加工中短路、也可能在装联生产中产生连锡短路、引脚变形弯折短路、控制芯片和MOS管被静电击穿短路、充电电源误输入高压或超高压损坏充电管理电路产生短路、分布干扰产生尖峰脉冲击穿MOS或芯片短路等等,为避免这些问题,而必须要设计过载和短路保护电路。
在众多保护方案中,我们推荐应用 PPTC高正温度系数的自限温热敏电阻,完成该无人机遥控器电路的过载和短路保护功能。PPTC在正常工作时呈低阻状态并保持基本不变,而在过载或短路大电流、或超过85℃高温作用下,PPTC将从低阻态突变为高阻态,以限流而保护所在的电路。并一直保持这种状态,在断电或故障消失后才会从高阻状态恢复为低阻状态继续工作,可反复使用千次以上,所以又叫
自恢复保险丝,可有效避免该无人机遥控器可能出现的和潜在的各种安全问题和安全隐患,如图所示。
PPTC1是针对无人机遥控器充电管理电路有过载或短路时保护外部充电电源设备;当遇到误输入高压或超高压时TVS1在1nS内导通,将外来高压拦截到地而避免损坏后级电路,但 TVS1只能工作于瞬态,而在持续高压电源下TVS1将快速发热而击穿短路,这时
PPTC1在TVS1导通的大电流下会突变为高阻限流以保护TVS1,同时也保护系统设备; P
PTC2是针对充电管理电路短路而保护锂电池的,当有短路出现时不仅可能使锂电池快速放电发热而出现爆炸风险,同时可能因短路而烧坏外部充电的电源,有P
PTC2的保护作用而可有效避免这种问题和风险;同理,PPTC3是针对放电管理电路和控制电路出现短路而至锂电池损坏或爆炸问题的。
由上述不难看出:应用PPTC1 ~ PPTC3做过载与短路保护方案,是由PPTC单个元件完成的,选用贴片元件体积更小、动作更快,相较可重复保护的传统保护电路系统需要采样、放大、比较、驱动、执行等多个单元电路才能完成限流保护功能的一套保护电路而言,这里至少需要三套这样的电路组件才能达到限流保护目的,不仅元器件数量多、成本高、安装空间太大,而器件的一致性、稳定性、可靠性都难于保障。而使用贴片PPTC单个元件完成限流保护功能时,成本低、安装空间小、其自限温特性确保了稳定性好、相对综合寿命更长。而传统多元器件的保护电路,其失效状态多种多样,还可能因分布干扰、谐波脉冲瞬态过载而击穿芯片或
MOS管短路而扩大故障。但PPTC的失效状态是一种不可恢复的高阻状态,即PPTC失效了也是限流保护状态,可见其高可靠性是毋容置疑的。
显而易见:应用贴片的PPTC1~PPTC4完成该无人机遥控器设备的保护功能,安全、可靠、稳定,不仅能解决好需要的各种保护问题、而且综合成本低、安装空间小、因可重复使用而免维护,这是任何传统保护器件或电路都不具备的优势,是性价比最高的保护方案。对产品设备的设计、生产、销售、免维护服务等带来绝对优势,同时也是该无人机遥控器系统设备生产厂家在当今激烈的市场竞争中的绝对竞争优势。