1.引言
新(xīn)式電(diàn)腦笔(bǐ)記(jì)本(běn)需增加自(zì)主(zhǔ)性(xìng)和(hé)手(shǒu)機(jī)導致(zhì)了(le)高(gāo)能(néng)量(liàng)密度(dù)電(diàn)源組-鎳氫和(hé)锂離子電(diàn)池。那(nà)些(xiē)電(diàn)池能(néng)在(zài)以(yǐ)下(xià)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)快速充電(diàn)快速充電(diàn)符合多(duō)个(gè)条(tiáo)件(jiàn)。使用(yòng)的(de)技術(shù)如(rú)下(xià)：
•对(duì)于(yú)鎳氫電(diàn)池，快速充電(diàn)操作(zuò)使用(yòng)-V，d2V/dt2，大(dà)时(shí)间，TCO（温(wēn)度(dù)截止）或(huò)T/t技術(shù)。的(de)高(gāo)温(wēn)測量(liàng)用(yòng)作(zuò)保護，但温(wēn)度(dù)變(biàn)化(huà)（T/t）也(yě)可(kě)用(yòng)于(yú)監控。
•对(duì)于(yú)锂離子電(diàn)池，快速充電(diàn)使用(yòng)CCCV技術(shù)（恒流恒壓）。的(de)測量(liàng)初始(shǐ)温(wēn)度(dù)以(yǐ)允許引發(fà)快速充電(diàn)。如(rú)果温(wēn)度(dù)高(gāo)阈值（TCO），快速充電(diàn)将停止。電(diàn)子系(xì)統的(de)複杂程度(dù)取(qǔ)決于(yú)主(zhǔ)要(yào)是(shì)根(gēn)據(jù)成(chéng)本(běn)和(hé)電(diàn)池。通(tòng)常，快速充電(diàn)是(shì)由(yóu)IC監控的(de)，測量(liàng)電(diàn)池電(diàn)壓，充電(diàn)通(tòng)过(guò)檢測電(diàn)阻器的(de)電(diàn)流，並(bìng)測量(liàng)温(wēn)度(dù)電(diàn)池通(tòng)过(guò)一(yī)个(gè)或(huò)几个(gè)負温(wēn)度(dù)系(xì)數（NTC）热(rè)敏電(diàn)阻。集成(chéng)電(diàn)路(lù)几乎總(zǒng)是(shì)在(zài)充電(diàn)器中(zhōng)或(huò)集成(chéng)在(zài)電(diàn)池組（锂離子）中(zhōng)的(de)NTC温(wēn)度(dù)傳感(gǎn)器几乎總(zǒng)是(shì)集成(chéng)在(zài)電(diàn)池中(zhōng)包(bāo)，有(yǒu)时(shí)放(fàng)在(zài)充電(diàn)器和(hé)/或(huò)終(zhōng)包(bāo)裝(zhuāng)中(zhōng)光(guāng)圈（低(dī)成(chéng)本(běn)手(shǒu)機(jī)）。本(běn)應(yìng)用(yòng)笔(bǐ)記(jì)说(shuō)明(míng)了(le)如(rú)何設計(jì)NTCVishayBCcomponents的(de)热(rè)敏電(diàn)阻用(yòng)于(yú)2005年(nián)的(de)BQTEXASINSTRUMENTS双(shuāng)鎳氫電(diàn)池充電(diàn)IC。这(zhè)里(lǐ)執行的(de)計(jì)算方(fāng)法(fǎ)是(shì)足夠通(tòng)用(yòng)，能(néng)扩展(zhǎn)到(dào)許多(duō)其(qí)他配置。
2.快速的(de)算法(fǎ)
BQ2005關(guān)于(yú)BQ2005IC的(de)通(tòng)知，我(wǒ)们(men)将重(zhòng)點(diǎn)關(guān)注與(yǔ)温(wēn)度(dù)控制有(yǒu)關(guān)的(de)設計(jì)部(bù)分(fēn)充電(diàn)操作(zuò)（见图(tú)1）。
NTC热(rè)敏電(diàn)阻，以(yǐ)及(jí)固定(dìng)電(diàn)阻RT1和(hé)RT2，用(yòng)于(yú)Vcc和(hé)電(diàn)流之(zhī)间的(de)分(fēn)壓器IC的(de)檢測電(diàn)阻輸入(rù)VSNS。在(zài)新(xīn)的(de)充電(diàn)期(qī)開(kāi)始(shǐ)时(shí)，IC会(huì)排查是(shì)否電(diàn)壓Vtemp=VTS-VSNS在(zài)由(yóu)IC制造商（低(dī)温(wēn)：0.4Vcc和(hé)高(gāo)温(wēn)度(dù)：0.1Vcc+0.75VTCO）。VTCO是(shì)由(yóu)外(wài)部(bù)電(diàn)阻（不(bù)是(shì)如(rú)图(tú)1）所(suǒ)示：如(rú)果開(kāi)始(shǐ)快速充電(diàn)後(hòu)階(jiē)段(duàn)，Vtemp變(biàn)得低(dī)于(yú)VTCO，然後(hòu)返回(huí)le流模式被(bèi)操作(zuò)。在(zài)快速充電(diàn)期(qī)间，IC对(duì)電(diàn)壓進(jìn)行采樣(yàng)也(yě)可(kě)以(yǐ)操作(zuò)Vtemp和(hé)返回(huí)also流模式當Vtemp的(de)时(shí)间變(biàn)化(huà)超过(guò)阈值时(shí)。这(zhè)稱为(wèi)T/t端接：每34s，Vtemp为(wèi)采樣(yàng)，如(rú)果Vtemp下(xià)降了(le)16mV±4mV與(yǔ)之(zhī)前(qián)两(liǎng)个(gè)樣(yàng)本(běn)的(de)測量(liàng)值比較快速充電(diàn)終(zhōng)止。
3.外(wài)部(bù)配置
热(rè)敏電(diàn)阻网(wǎng)絡TS輸入(rù)周圍的(de)電(diàn)壓为(wèi)：
VTS-VSNS=RT2RNTCRT1RT1+RT1RNTC+RT2RNTC(VCC-VSNS)(1)
低(dī)故障，高(gāo)故障和(hé)低(dī)故障时(shí)NTC周圍的(de)電(diàn)壓截止温(wēn)度(dù)必須符合阈值为(wèi)BQ2005設計(jì)。这(zhè)由(yóu)等式表(biǎo)示（1a），（1b）和(hé)（1c）。
VTS（T低(dī)）-VSNS=0.4Vcc（1a）
VTS（T高(gāo)）-VSNS=0.1Vcc+0.75VTCO（1b）
VTS（T截止）-VSNS=VTCO（1c）
通(tòng)常，VSNS的(de)大(dà)小約为(wèi)0.1V。为(wèi)简单起(qǐ)见，我(wǒ)们(men)将在(zài)这(zhè)里(lǐ)考慮VSNS=0。是(shì)有(yǒu)效的(de)，則下(xià)面(miàn)的(de)計(jì)算必須为(wèi)改性(xìng)。我(wǒ)们(men)稱RNTC（低(dī)温(wēn)故障），RNTC（高(gāo)温(wēn)故障）温(wēn)度(dù)故障）和(hé)RNTC（截止温(wēn)度(dù)）-RnL，RnH和(hé)RTCO
一(yī)旦定(dìng)义了(le)热(rè)敏電(diàn)阻特(tè)性(xìng)和(hé)VTCO，将定(dìng)义RT1和(hé)RT2。我(wǒ)们(men)還(huán)必須計(jì)算變(biàn)化(huà)的(de)速度(dù)热(rè)敏電(diàn)阻上(shàng)的(de)温(wēn)度(dù)，这(zhè)将導致(zhì)電(diàn)壓Vtherm操作(zuò)terminationT/Vt終(zhōng)端。假設電(diàn)的(de)指數依賴性(xìng)热(rè)敏電(diàn)阻的(de)電(diàn)阻取(qǔ)決于(yú)温(wēn)度(dù)：
Rntc(T)=R25exp(B(1/T-1/298.15))(3)
其(qí)中(zhōng)R25是(shì)NTC在(zài)25°C时(shí)的(de)電(diàn)阻，B是(shì)組分(fēn)（K）的(de)B25/85=3950特(tè)性(xìng)，T是(shì)絕对(duì)温(wēn)度(dù)（K）。
我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)從等式（1）和(hé)（3）得出(chū)：
T/t，Tlow和(hé)TCO由(yóu)電(diàn)池制造商給(gěi)出(chū)。VTS/t由(yóu)TI定(dìng)义。热(rè)敏電(diàn)阻的(de)特(tè)性(xìng)由(yóu)Vishay定(dìng)义BCcomponentsTlow和(hé)TCO值。B值能(néng)是(shì)在(zài)目录中(zhōng)搜到(dào)或(huò)通(tòng)过(guò)使用(yòng)Steinhart＆Hart找(zhǎo)到(dào)插值多(duō)項式計(jì)算。那(nà)些(xiē)參數在(zài)附录中(zhōng)給(gěi)出(chū)了(le)几个(gè)目前(qián)使用(yòng)的(de)是(shì)VishayBCcomponents热(rè)敏電(diàn)阻。在(zài)此(cǐ)基礎上(shàng)，能(néng)定(dìng)义所(suǒ)有(yǒu)其(qí)餘參數在(zài)關(guān)系(xì)（2a），（2b）和(hé)（4）的(de)幫助下(xià)同(tóng)时(shí)验(yàn)證：選择RT1和(hé)RT2通(tòng)过(guò)公式（2a）和(hé)（2b）得出(chū)Tlow和(hé)TCO。将定(dìng)义VTCO，
4.數值示例
例子1以(yǐ)下(xià)數據(jù)當前(qián)适用(yòng)于(yú)鎳氫電(diàn)池：•T低(dī)故障=10°C•T截止=50°C•T/t=1°C/分(fēn)鐘(zhōng)±0.3°C/分(fēn)鐘(zhōng)然後(hòu)：•使用(yòng)Vcc=5V，dV/dt=16mV/（2x34s）•为(wèi)傳感(gǎn)器設計(jì)VishayBCcomponents引線(xiàn)热(rè)敏電(diàn)阻NTCLE203E3103JB0：R25=10k±5％B25/85=3977K±0.75％•任意(yì)使用(yòng)VTCO=1.6V我(wǒ)们(men)得出(chū)R
T1 = 2753和(hé)RT2 = 2020
我(wǒ)们(men)看(kàn)到(dào)T/t落(là)在(zài)1°C / min±0.3°C / min的(de)範圍内。如(rú)果不(bù)是(shì)原因(yīn)，那(nà)麼(me)應(yìng)該讓 VTCO略有(yǒu)變(biàn)化(huà)。 電(diàn)气(qì)特(tè)性(xìng)的(de)公差也(yě)会(huì)導致(zhì)阈值發(fà)生(shēng)變(biàn)化(huà)： 对(duì)于(yú)极限情(qíng)況：讓我(wǒ)们(men)計(jì)算热(rè)敏電(diàn)阻的(de)值在(zài)极限±5％内，而(ér)B值在(zài) ±0.75％。我(wǒ)们(men)還(huán)将考慮由(yóu)固定(dìng)電(diàn)阻器的(de)容差引起(qǐ)的(de)誤差（假定(dìng)为(wèi)±1％）。 这(zhè)些(xiē)容差引起(qǐ)的(de)阈值（低(dī)故障温(wēn)度(dù)和(hé)TCO）誤差T只(zhī)需通(tòng)过(guò)執行 在(zài)固定(dìng)温(wēn)度(dù)（10°C和(hé)50°C）下(xià)計(jì)算VTS，並(bìng)将这(zhè)些(xiē)值與(yǔ)要(yào)求的(de)值進(jìn)行比較，以(yǐ)及(jí) 将这(zhè)些(xiē)差异除以(yǐ)靈敏度(dù)VTS/ differencesT。 下(xià)表(biǎo)中(zhōng)彙總(zǒng)了(le)結果：
RNTC（25°C）= 10500 B25 / 85 = 3977K-0.75％
RT1 =-1％RT2 = + 1％
RNTC (25 °C) = 9500 B25/85 = 3977K + 0.75 %
RT1 = + 1 % RT2= - 1 %
具有(yǒu)以(yǐ)下(xià)公差：
•低(dī)温(wēn)故障将在(zài)大(dà)約10°C±5°C的(de)範圍内。
•切(qiè)斷的(de)温(wēn)度(dù)将在(zài)約50°C±2.7°C的(de)範圍内。 如(rú)果这(zhè)种變(biàn)化(huà)不(bù)可(kě)接受，則設計(jì)一(yī)个(gè)热(rè)敏電(diàn)阻，其(qí)R25公差低(dī)至(zhì)±1％（代(dài)碼： NTCLE203E3103FB0）而(ér)不(bù)是(shì)±5％：與(yǔ)阈值定(dìng)义相比，阈值的(de)公差可(kě)以(yǐ)忽略不(bù)計(jì) IC的(de)固有(yǒu)公差。 例子2 对(duì)所(suǒ)有(yǒu)SMD NTC热(rè)敏電(diàn)阻進(jìn)行相同(tóng)的(de)計(jì)算（NiSn終(zhōng)端，附录中(zhōng)介紹的(de)尺(chǐ)寸(cùn)0805、0603或(huò)0402） 給(gěi)出(chū)以(yǐ)下(xià)結果： 将VTCO稍微調节至(zhì)1.55 V，以(yǐ)便在(zài)高(gāo)故障温(wēn)度(dù)下(xià)将T/t标稱值保持(chí)在(zài)1°C / min，然後(hòu)我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)計(jì)算：
5.結論
和(hé)一(yī)般性(xìng)評論 由(yóu)于(yú)它(tā)们(men)的(de)低(dī)容差，低(dī)成(chéng)本(běn)和(hé)高(gāo)靈敏度(dù)，MF52型103F3435NTC热(rè)敏電(diàn)阻非(fēi)常适合于(yú)快速充電(diàn)監控和(hé) 保護電(diàn)池組。
本(běn)注釋中(zhōng)所(suǒ)述的(de)注釋和(hé)計(jì)算結果可(kě)以(yǐ)輕(qīng)松推斷到(dào)其(qí)他IC，例如(rú)锂離子電(diàn)池BQ2954 包(bāo)。在(zài)这(zhè)种情(qíng)況下(xià)，T/t充電(diàn)終(zhōng)止不(bù)适用(yòng)，这(zhè)使它(tā)更(gèng)加简单。 将热(rè)敏電(diàn)阻放(fàng)入(rù)包(bāo)裝(zhuāng)中(zhōng)时(shí)應(yìng)格外(wài)小心，以(yǐ)确保热(rè)敏電(diàn)阻和(hé)電(diàn)池之(zhī)间緊密接觸和(hé)。否則，關(guān)于(yú)公差的(de)所(suǒ)有(yǒu)計(jì)算将不(bù)适用(yòng)。
技術(shù)支持(chí)
