Tipp für Schutzschaltungen Wie Sie Lithium-Ionen-Akkus zuverlässig gegen Überhitzung beim Laden und Entladen schützen

Die häufigsten elektrischen Risiken für Akkupacks sind externe Kurzschlüsse sowie ein Überladen. Interne Akkupack-Fehler sind zwar seltener, können aber zu einer gefährlichen Überhitzung

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Die häufigsten elektrischen Risiken für Akkupacks sind externe Kurzschlüsse sowie ein Überladen. Interne Akkupack-Fehler sind zwar seltener, können aber zu einer gefährlichen Überhitzung führen.

Sekundärer Einweg-Überstromschutzbausteine wie thermische Sicherungen lassen sich nur schwer auf die für einen Überladungsschutz erforderlichen Temperaturen einstellen und lösen womöglich bereits bei hohen Umgebungstemperaturen aus. Dies würde ein ansonsten funktionierendes Akkupack abschalten und zu unnötigen Retouren führen. PolySwitch-Schutzbausteine hingegen eignen sich bestens zur Begrenzung des Ladestroms auf Temperaturen im Bereich der Betriebstemperatur eines korrekt arbeitenden Akkupacks.

Das Bild zeigt ein häufig verwendetes Schutzkonzept für einen Lithium-Ionen-Akku mit einer einzelnen Zelle zum Einsatz in Mobiltelefonen. Lithium-Ionen-Akkupakete enthalten typischerweise eine aktive Sicherheitsschaltung zur Erkennung von Über- und Unterspannung sowie Überstrom (IC und MOSFETs) als primäre Schutzfunktion sowie einen in Serie geschalteten PolySwitch-Schutzbaustein als sekundären Schutz. Die Halbleiterschaltung gilt zwar als zuverlässig, aber es gibt Betriebsbedingungen, unter denen die primäre Schutzfunktion ausfallen kann. Zu diesen zählen etwa eine zu große elektrostatische Entladung (ESD), hohe Temperaturen oder Oszillationen während des Kurzschlusses. Das PolySwitch-Bauteil bietet in diesen Fällen einen Schutz vor Zellen-Überhitzung beim Lade- und Entladevorgang sowie einen redundanten Überstromschutz.

In Serie geschaltete PolySwitch-Bausteine sind für spezielle Batteriechemie-Typen oder Nutzungsprofile ausgelegt. Unabhängig vom chemischen Aufbau des Akkupacks wird der Haltestrom des Bauteils auf der Basis des maximalen durchschnittlichen Lade- oder Entladestroms ausgewählt und berücksichtigt die maximale Betriebstemperatur. Eine breite Palette an PolySwitch-Schutzbausteinen hilft den Akkupack-Entwicklern bei der Erfüllung spezieller Einsatzanforderungen.

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