矿用头灯是一种为了便于工作佩戴在头上的专用灯具，属煤矿携带式照明。通常要求在出现瓦斯泄露的矿井下，仍能够带电工作，提供应急照明，不会产生爆炸隐患，这就要求矿灯具备最高的防爆等级，满足M1类设备要求。

按照国际标准，M1类设备要求达到“ia”的保护等级，即在“正常工作和施加二个计数故障加上最不利条件下的非计数故障”状态下，电气设备中的本质安全电路应不能引起点燃。以头灯常见电源（三节并联电池）为例，目前国内制造商普遍采用保险丝+PTC电阻+矿灯保护器来限流，应对潜在风险，具体电路如图1示。这种设计，可以保护电源输出部分的短路及过电流，但无法解决并联电池内部，由于故障引起的相互充放电的安全隐患，即在发生某种故障时，一节电池会对其它电池充放电，进而引起高温，引燃周围环境爆炸气体。

    图1：传统电池保护电路            图2：并联电池充放电防护电路

为了解决并联电池故障状态下，内部彼此充放电的问题，比较好的设计思路是多PTC电阻串并联的防护方式，如图2示三节并联电池由5组PTC电阻提供保护，在第一节电池中串联2个PTC电阻，第二节电池串1个PTC电阻，第三节电池串2个PTC电阻。这种电路设计可以确保，单一回路即使一个PTC电阻发生故障，仍然有额外的保护，使电路达到“ia”防护等级，结合前端熔断丝，在双重故障状态下，仍然安全，不会引燃周围的爆炸气体。

此外，电池的本安测试有一项内容是短路放电，要求去掉所有保护，单纯靠电池本身的稳定性，即使短路电流产生高温，依然不燃烧、不泄露；测试中出现冒烟也属于泄露的一种，要求比较严苛。为了应对这一问题，国内电池制造商会在电池正极下内置一个PTC电阻，但不对外公开，用户通常认为电池不存在附加防护；在国外执行测试时，有经验的认证机构会剥开电池看内部结构，进而去掉内置PTC，导致了测试通过率极低。在申请Atex或IECEx认证时，尤其要注意这一点。

总之，头灯的电池保护是整个头灯本安设计的要点，灵运使用PTC热敏电阻，可以很好解决并联电池内相互充放电问题，顺利通过相关测试。本文仅为电池防护提供一种可行思路，但不是唯一思路，任何设计的基础点是“ia”电路故障分析。