RS393在鋰電池充電熱管理係統中的應用

2021-03-08

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本文以RS393為(wei) 例，闡述如何將窗口比較電路應用於(yu) 鋰電池充電溫度控製電路。分析窗口比較器的工作原理以及滯回電路中的計算。

RS393的主要參數：

●供電範圍：+ 1.8V至+ 5.5V

●低靜態電流Vs = 5V時50μA/ch(TYP)

●輸入共模電壓範圍:(V-)-0.1V to (V+)+0.1V

●低輸出飽和電壓：150mV(TYP)

●群延時（H to L@5V）：185ns

●開漏輸出

鋰電池充電電路中做溫度控製的必要性：

當環境中的溫度較低時，電池的實際可用容量將迅速發生衰減。如果溫度過低（如低於(yu) 0℃）時，對鋰電充電可能引發瞬間電壓過衝(chong) ，造成內(nei) 部短路。電池溫度過熱則可能會(hui) 引起冒煙、起火甚至爆炸等事故。

電池最適宜的充電溫度約為(wei) 10℃到30℃之間，過高或者過低的溫度都將引起電池壽命的較快衰減。隻有準確的測量出電池的環境溫度，才能分別在低溫和高溫環境下對電池進行預熱和散熱。

溫度控製電路的設計：

使用RS393搭建成的窗口比較器，用於(yu) 鋰電池溫度的檢測：

圖片1.png

圖1 窗口比較電路

鋰電池的溫度，此處使用PTC（正溫度係數熱敏電阻）的方式獲得。為(wei) 計算方便，假設熱敏電阻在10℃時的阻值為(wei) 15KΩ，在30℃時阻值為(wei) 5KΩ。將圖中兩(liang) 個(ge) 比較器電路的輸入和輸出分別並聯起來。當輸入信號小於(yu) 2.5V或者大於(yu) 3.75V時，電路輸出低電平；當輸入信號介於(yu) 2.5V和3.75V之間的時候，電路輸出高電平，這就構成了一個(ge) 窗口比較器。

滯回窗口比較電路的設計與(yu) 必要性分析：

圖1的電路接法，當比較器的輸入信號緩慢接近正向/負向門電平時，疊加在信號上的幹擾脈衝(chong) 極有可能會(hui) 引起輸出的誤翻轉，導致誤判。對此，滯回電路是一個(ge) 最優(you) 的解決(jue) 方案，圖2為(wei) 增加了正反饋電阻後的滯回窗口比較電路。

圖片2.png