專利名稱：防爆型掌上電腦及其本安電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防:曝型掌上電腦及其本安電池。
背景技術(shù)：
掌上電腦全稱為Personal Digital Assistant (個(gè)人凄t字助理)，最 詳?shù)妒怯糜赑IM ( Personal Information Management, 個(gè)人"f言息管3里)， 替代紙筆，幫助人們進(jìn)行一些日常管理，主要為日程安排、通訊錄、 任務(wù)安排、便箋。目前掌上電腦已融合計(jì)算、通信、網(wǎng)絡(luò)、存儲、 娛樂、電子商務(wù)等功能，成為人們移動生活中不可缺少的信息工具， 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于民用、軍用領(lǐng)i或。但在一些特殊的應(yīng)用場所，如加 油站、油庫、碼頭、天然氣站等，因?yàn)橛土稀⑷細(xì)獾鹊囊兹家妆裕?使用掌上電腦時(shí)，就需要進(jìn)行必要的防爆處理。
防爆設(shè)備一般有隔爆、本質(zhì)安全、增安等多種防爆機(jī)理。對于 便攜式設(shè)備由于受到體積和重量的限制， 一般設(shè)計(jì)為本質(zhì)安全型防 爆結(jié)構(gòu)。本質(zhì)安全電路是在任何可能故障條件下所產(chǎn)生的電火花或 熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路。本質(zhì)安全設(shè)備是 指其內(nèi)部所有電路均為本質(zhì)安全電路的設(shè)備。
依據(jù)GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分 通用要求》和GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4部 分本質(zhì)安全型"i"》的標(biāo)準(zhǔn)要求，掌上電腦在防爆設(shè)計(jì)中主要考 慮的因素有元器件的選擇、線間的爬電距離和電感、電容和電池
等儲能元器件。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，元器件的選擇、線間的爬電距離、 電感、電容的限能已做了綜合考慮。防爆設(shè)計(jì)中重點(diǎn)解決的難題是 電;也的本安處理。
對防爆設(shè)計(jì)來說，主要在于解決電路板電路中內(nèi)阻小、短路放 電電流過大的難題，即本安電池需要在故障冗余狀態(tài)下能滿足本質(zhì) 安全防爆電路要求。
一般的處理方法是通過限流電阻和雙層保護(hù)電路來實(shí)現(xiàn)的。但 是，雙層保護(hù)電^各處理方法因要求元件功率大，造成元器件體積大， 不適合在掌上電腦應(yīng)用。因此，只有通過限流電阻處理來實(shí)玉見防火暴
i殳計(jì)比4交合適。
由于限流電阻始終是串聯(lián)在電路中，在正常工作時(shí)有一定的壓 降產(chǎn)生，其阻值的大小直接會影響電池容量的有效利用，因此電阻 值越小越好。另外，當(dāng)出現(xiàn)極端故障時(shí)，即電池外端直接短路，電 池電壓直接加載到限流電阻上，因此對于限流電阻來說，功率越大 越好。另外，由于在掌上電腦上使用，體積還需盡量的小。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種防爆型掌上電腦，其中，限流 電阻功率大、體積小、薄型化，易于與電池以及^f呆護(hù)電^各去:)"裝在一 起，在故障冗余狀態(tài)下能滿足本質(zhì)安全防爆電路要求。本實(shí)用新型 還4是供了一種本安電池，可以用于對體積有限制的移動纟冬端上，例 如用在掌上電腦和手斗幾上。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的防:曝型掌上電腦，包4舌電池、電 池的^f呆護(hù)電^各、以及限流電阻，其中，限流電阻為厚力莫電阻。
其中，上迷電池為聚合物鋰離子電池。
其中，上述電池、厚膜電阻與電池的保護(hù)電路通過環(huán)氧樹脂封 裝在一起。
其中，上述電池的保護(hù)電路由電源管理芯片和周邊電路構(gòu)成。
其中，上述電源管理芯片為MM3077FN。
其中，上述厚膜電阻包括基片、間隔設(shè)置的第一電極、第二電極、 以及位于第 一 電極和第二電極之間的第一電阻漿料區(qū)域。
其中上述厚膜電阻還包括與第二電極間隔設(shè)置的第三電極，所 述第三電極和所述第二電極之間具有第二電阻漿料區(qū)域，所述第一 電才及和第三電才及電連4妻在 一起。
其中，還包括電池的充電〗呆護(hù)電路，充電^f呆護(hù)電^各包4舌防止反 向充電的至少兩個(gè)二才及管。
本實(shí)用新型還提供了 一種本安電池，包括保護(hù)電路和限流電 阻，其中，限流電阻為厚膜電阻，另外，厚膜電阻、保護(hù)電^各和電 池通過環(huán)氧樹脂封裝在 一起。
其中，電池的保護(hù)電路包括電源管理芯片和周邊電路。
本實(shí)用新型的防爆型掌上電腦，限流電阻采用厚膜電阻，滿足 了小體積、大功率的要求，另外電池、電池的保護(hù)電路和限流電阻 封裝在一起，形成了本安電池，在使用過程中，出現(xiàn)i決落、撞擊等 意外情況，不會產(chǎn)生漏液、過熱與燃燒爆炸等破壞性情況。
應(yīng)該指出，以上it明和以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對所 要求的本實(shí)用新型提供進(jìn)一 步的說明。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其
它的目的、特;f正和〗尤點(diǎn)，下面4尋參照附圖，3于本實(shí)用新型的其它的
目的、4爭4正和3改果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


構(gòu)成本"i兌明書的 一部分、用于進(jìn)一步J里解本實(shí)用新型的附圖示 出了優(yōu)選實(shí)施例并與i兌明一起用來說明本實(shí)用新型的原理。附圖 中
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的防爆型掌上電腦的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是^^據(jù)本實(shí)用新型的本安電池的^f呆護(hù)封裝電^各示意圖； 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的厚膜電阻的示意性結(jié)構(gòu)圖；以及 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的電池的充電保護(hù)電路圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1來闡述防:曝掌上電腦的基本構(gòu)成。
圖1是防爆型掌上電腦的結(jié)構(gòu)框圖，如圖l所示， 一般地，根 據(jù)本實(shí)用新型的防爆型掌上電腦包括系統(tǒng)控制器CPUIOO、射頻 識別模塊(RF識別模塊)101、防爆處理模塊102、顯示模塊103、 鍵盤/觸摸屏輸入模塊104、時(shí)鐘模塊105、擴(kuò)展接口 106、串行數(shù) 據(jù)通訊接口 107、電源管理模塊 108。另外，防:曝型掌上電腦還包
括數(shù)據(jù)同步電纜、無線接收裝置、輔助按鈕、RAM(隨機(jī)存取存儲 器)、Flash (緩存)等部分(圖中未示出)。
下面結(jié)合圖2對本實(shí)用新型防爆型掌上電腦的本安電池400進(jìn) 行描述。其中，選用了聚合物鋰離子電池(容量2000 mAh，最大 電壓4.2V,工作電流300 mA),滿足了掌上電腦X十電池的功碑毛大、 使用時(shí)間長、體積小的要求。
如圖2所示，電池保護(hù)電路由一塊電源管理芯片(MM3077FN) 410和附屬電^各構(gòu)成，能夠在電池出現(xiàn)過充、過i文、短^各打火、反 向充電的才及端情況時(shí)及時(shí)切斷電^各，i呆護(hù)電池和用電i殳備。其中， 電阻430為厚月莫電阻，串連在正才及(在圖中由P +表示)和電;也420之間。
將聚合物鋰離子電池、厚膜電阻和保護(hù)電路通過環(huán)氧樹脂進(jìn)行 可靠的封裝，在使用過程中，出現(xiàn)跌落、撞擊等意外情況，不會產(chǎn) 生漏液、過熱與燃燒爆炸等破壞性情況。具體優(yōu)點(diǎn)如下1、在限 定的工作環(huán)境內(nèi)，正常工作時(shí)，不會出現(xiàn)漏液、過熱與燃燒爆炸等 破壞性情況；2、在使用過程中，出現(xiàn)跌落、撞擊等意外情況，也 不會產(chǎn)生漏液、過熱與燃燒爆炸等破壞性情況；3、在極端條件下， 對于過充、過放、短路放電、反向充電等極端情況下，也不會出現(xiàn) 漏液、過熱與燃燒爆炸等破壞性情況。
下面結(jié)合圖3對根據(jù)本實(shí)用新型的防爆型掌上電腦的厚膜電阻
厚膜電阻是利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將配制的電阻漿料網(wǎng)印、燒結(jié)到 陶瓷基片上形成的具有一定厚度的膜式電阻器。如圖2所示，厚膜 電阻由基片200、電極201、 202、 203、漿料區(qū)域210、 220等組成， 其中，電才及201和電才及203電連4姿在一起并引出厚月莫電阻的一焊盤
(圖中未示出)，電極202單獨(dú)引出厚膜電阻的另一焊盤。厚膜電
阻通過這兩個(gè)焊盤連4妾至電3各中。
在限流電阻的選4奪中，電阻在正常工作和失見定故障條件下，不 得超過電阻按照條件和溫度范圍失見定的最大電流、電壓和功率額定
值的三分之二的情況下工作；在正常工作時(shí)和規(guī)定故障條件下，承 受可能出現(xiàn)的不小于1.5倍最高電壓或不小于1.5倍最大功率。下 面電阻進(jìn)4于選4奪計(jì)算。
P = I2R (公式3-1)
P = U2/R (公式3-2)
由于限流電阻始終是串聯(lián)在電^各中，在正常工作時(shí)有一定的壓 降產(chǎn)生，其阻值的大小直接會影響電池容量的有效利用。通過試用 驗(yàn)證選擇電阻R值為1Q是合適的。在正常工作時(shí)，工作電流為 300mA,由公式3-l可得，電阻消耗功率為0.09W;當(dāng)出現(xiàn)極端故 障時(shí)，即電池外端直接短路，電池電壓直接加載到限流電阻上，考 慮到最高電池電壓為4.2V,由7>式3-2可纟尋，電阻消^毛功率為 17.64W,其1.5倍功率為26.46W。根據(jù)防爆設(shè)計(jì)對限流電阻的要求 可知，所選電阻的額定功率應(yīng)大于26.46W,這樣我們選擇電阻功 率為30W，滿足其正常工作要求。
電阻器的性能主要由電阻的漿^f+的性能決定。目前，電阻漿泮牛 主要有杜邦1700系列、2100系列和7400系列漿料。優(yōu)選地，選擇 可以滿足溫度系數(shù)要求比較高的電路，穩(wěn)定性好，具有良好的抗 ESD性能的電阻漿料。比如，杜邦公司的2110電阻漿料，其方阻
Rs為lcm/口。
R=RS*L/W (公式3 - 3 )
設(shè)L-0.8cm R=10
則，W=8cm
L = 0.8cm, W=8cm滿足電;也的容、納空間要求。 P = Pd*LW (公式3 - 4 )
其中Pd為厚膜電阻材料的功率密度， 一般選擇8W/cm2~15 W/cm2,為了確保電阻功率要求，我們選4,Pd為5 W/cm2，則功率 P為32W,滿足所要設(shè)計(jì)厚膜電阻要求。
雖然圖3會合出了三個(gè)電才及，然而，也可以i殳計(jì)兩個(gè)電相^口一個(gè) 電阻漿料區(qū)域，或三個(gè)以上的電極和它們之間的電阻漿料區(qū)域，這 些都可以根據(jù)厚膜電阻的形狀來選擇確定。
圖4是電池的充電保護(hù)電路圖，如圖所示，在充電電路300中， 采用乂又二才及管310進(jìn)4亍充電電游"沐護(hù)，可以有歲支地防止反向充電，
隨著科技的不斷發(fā)展，防爆型掌上電腦有著廣闊的發(fā)展應(yīng)用前 景。將其用于特殊的易燃易爆場所，可以確保使用安全，大大提高 業(yè)務(wù)管理水平和工作效率。
以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用 新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改、 變化和省略。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種防爆型掌上電腦，包括電池、電池的保護(hù)電路和限流電阻，其特征在于，所述限流電阻為厚膜電阻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防爆型掌上電腦，其特征在于，所述電 池為聚合物鋰離子電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防爆型掌上電腦，其特征在于，所述電 池的 <呆護(hù)電3各由電源管理芯片和周邊電^各構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防:曝型掌上電腦，其特征在于，所述電 源管理芯片為MM3 077FN 。
5. 根據(jù)^又利要求1所述的防:曝型掌上電腦，其特征在于，所述厚 膜電阻包4舌基片(200)、間隔設(shè)置的第一電才及(201 )、第二電 極(202)、以及位于第一電極(201 )和第二電極(202)之間 的第一電阻漿料區(qū)域(210)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的防爆型掌上電腦，其特征在于，還包括 與所述第二電極(202 )間隔設(shè)置的第三電極(203 )，所述第 三電4及(203 )和所述第二電極(202)之間具有第二電阻漿料 區(qū)域(220)，所述第一電才及(201 )和第三電才及(203 )電連接 在一起。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的防爆型掌上電腦，其特征 在于，所述電池、厚膜電阻與電池的保護(hù)電^各通過環(huán)氧^W旨封 裝在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的防爆型掌上電腦，其特征在于，還包括 主氺反和i殳在所述主纟反上的充電保護(hù)電^各，所述充電<呆護(hù)電路(300)包括防止電池反向充電的至少兩個(gè)二極管(310)。
9. 一種本安電池，包括電池、電池的保護(hù)電路、以及限流電阻， 其特;f正在于，所述限流電阻為厚力莫電阻，所述電池、厚力莫電阻 與保護(hù)電路通過環(huán)氧樹脂封裝在一起。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的本安電池，其特征在于，所述保護(hù)電路 包括電源管理芯片和周邊電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防爆型掌上電腦，包括電池、電池的保護(hù)電路和限流電阻，其中，限流電阻為厚膜電阻。其中，厚膜電阻功率大、體積小、薄型化，易于與電池以及保護(hù)電路封裝在一起，在故障冗余狀態(tài)下能滿足本質(zhì)安全防爆電路要求。本實(shí)用新型還公開了一種本安電池，可以用于對體積有限制的移動終端上，例如用在掌上電腦和手機(jī)上。該本安電池包括電池、電池的保護(hù)電路、以及限流電阻，其中，限流電阻為厚膜電阻，電池、厚膜電阻與保護(hù)電路封裝在一起。在使用過程中，出現(xiàn)跌落、撞擊等意外情況，不會產(chǎn)生漏液、過熱與燃燒爆炸等破壞性情況。
文檔編號H02J7/00GK201178316SQ200820000870
公開日2009年1月7日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者余向明, 彬 岳, 張曉鐘 申請人:中國人民解放軍空軍油料研究所