1.引言

新型筆記本電腦需要增加自主性 和手機導(dǎo)致了高能量密度 電源組-鎳氫和鋰離子電池。 這些電池可以在以下條件下快速充電 快速充電符合多個條件。 使用的技術(shù)如下：

? 對于鎳氫電池，快速充電操作 使用-?V，d2V / dt2，最大時間，TCO （溫度截止）或?T/?t技術(shù)。的 高溫測量用作保護， 但溫度變化（?T/?t）也可用于 監(jiān)控。

? 對于鋰離子電池，快速充電使用CCCV 技術(shù)（恒流恒壓）。的 測量初始溫度以允許引發(fā) 快速充電。如果溫度高 閾值（TCO），快速充電將停止。 電子系統(tǒng)的復(fù)雜程度取決于 主要是根據(jù)成本和 電池。通常，快速充電是由IC監(jiān)控的， 測量電池電壓，充電 通過檢測電阻器的電流，并測量溫度 電池通過一個或幾個負(fù)溫度 系數(shù)（NTC）熱敏電阻。集成電路幾乎總是 在充電器中或集成在電池組（鋰離子）中的NTC溫度傳感器幾乎總是集成在電池中包，有時放在充電器和/或最終包裝中光圈（低成本手機）。 本應(yīng)用筆記說明了如何設(shè)計NTC Vishay BCcomponents的熱敏電阻用于2005年的BQ TEXAS INSTRUMENTS雙鎳氫電池充電IC。 這里執(zhí)行的計算方法是 足夠通用，可以擴展到許多其他 配置。

2.快速的算法 

BQ2005 關(guān)于BQ2005 IC的通知，我們將重點關(guān)注 與溫度控制有關(guān)的設(shè)計部分 充電操作（見圖1）。

NTC熱敏電阻，以及固定電阻RT1和 RT2，用于Vcc和電流之間的分壓器 IC的檢測電阻輸入VSNS。 在新的充電周期開始時，IC會檢查是否 電壓Vtemp = VTS-VSNS在由 IC制造商（低溫：0.4 Vcc和高 溫度：0.1 Vcc + 0.75 VTCO）。 VTCO是由外部電阻（不是 如圖1）所示：如果開始快速充電后 階段，Vtemp變得低于VTCO，然后返回 le流模式被操作。 在快速充電期間，IC對電壓進行采樣 也可以操作Vtemp和返回also流模式 當(dāng)Vtemp的時間變化超過閾值時。 這稱為?T/?t端接：每34 s，Vtemp為 采樣，如果Vtemp下降了16 mV±4 mV 與之前兩個樣本的測量值比較 快速充電終止。

3.外部配置 

熱敏電阻網(wǎng)絡(luò) TS輸入周圍的電壓為：

VTS - VSNS = RT2RNTC RT1RT1 + RT1RNTC + RT2RNTC (VCC - VSNS) (1)

低故障，高故障和低故障時NTC周圍的電壓 截止溫度必須符合閾值 為BQ2005設(shè)計。這由等式表示 （1a），（1b）和（1c）。

VTS（T低）-VSNS = 0.4 Vcc（1a）

VTS（T高）-VSNS = 0.1 Vcc + 0.75VTCO（1b）

VTS（T截止）-VSNS = VTCO（1c）

通常，VSNS的大小約為0.1V。為簡單起見，我們將 在這里考慮VSNS = 0。 是有效的，則下面的計算必須為 改性。 我們稱RNTC（低溫故障），RNTC（高溫故障） 溫度故障）和RNTC（截止溫度）- RnL，RnH和RTCO

一旦定義了熱敏電阻特性和VTCO， 將定義RT1和RT2。 我們還必須計算變化的速度 熱敏電阻上的溫度，這將導(dǎo)致 電壓Vtherm操作terminationT / Vt終端。 假設(shè)電的指數(shù)依賴性 熱敏電阻的電阻取決于 溫度：

Rntc (T) = R25 exp(B (1/T - 1/298.15)) (3)

其中R25是NTC在25°C時的電阻，B 是組分（K）的B25 / 85=3950特性，T是 絕對溫度（K）。

 我們可以從等式（1）和（3）得出：

T/?t，Tlow和TCO由電池制造商給出。 ?VTS/?t由TI定義。 熱敏電阻的特性由Vishay定義 BCcomponents Tlow和TCO值。 B值可以是在目錄中找到或通過使用Steinhart＆Hart找到 插值多項式計算。 這些參數(shù)在附錄中給出了幾個 目前使用的是Vishay BCcomponents熱敏電阻。 在此基礎(chǔ)上，可以定義所有其余參數(shù) 在關(guān)系（2a），（2b）和（4）的幫助下 同時驗證：選擇RT1和RT2 通過公式（2a）和（2b）得出Tlow和TCO。 將定義VTCO，

4.數(shù)值示例 

例子1 以下數(shù)據(jù)當(dāng)前適用于鎳氫 電池： ?T低故障= 10°C ?T截止= 50°C ??T/?t= 1°C /分鐘±0.3°C /分鐘 然后： ?使用Vcc = 5 V，dV / dt = 16 mV /（2 x 34 s） ?為傳感器設(shè)計Vishay BCcomponents 引線熱敏電阻NTCLE203E3103JB0： R25 = 10k?±5％B25 / 85 = 3977K±0.75％ ?任意使用VTCO = 1.6 V 我們得出RT1 = 2753?和RT2 = 2020

我們看到?T/?t落在1°C / min±0.3°C / min的范圍內(nèi)。如果不是原因，那么應(yīng)該讓 VTCO略有變化。 電氣特性的公差也會導(dǎo)致閾值發(fā)生變化： 對于極限情況：讓我們計算熱敏電阻的值在極限±5％內(nèi)，而B值在 ±0.75％。我們還將考慮由固定電阻器的容差引起的誤差（假定為±1％）。 這些容差引起的閾值（低故障溫度和TCO）誤差?T只需通過執(zhí)行 在固定溫度（10°C和50°C）下計算VTS，并將這些值與要求的值進行比較，以及 將這些差異除以靈敏度?VTS/ differencesT。 下表中匯總了結(jié)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 %

具有以下公差

? 低溫故障將在大約10°C±5°C的范圍內(nèi)。

? 切斷的溫度將在約50°C±2.7°C的范圍內(nèi)。 如果這種變化不可接受，則設(shè)計一個熱敏電阻，其R25公差低至±1％（代碼： NTCLE203E3103FB0）而不是±5％：與閾值定義相比，閾值的公差可以忽略不計 IC的固有公差。 例子2 對所有SMD NTC熱敏電阻進行相同的計算（NiSn終端，附錄中介紹的尺寸0805、0603或0402） 給出以下結(jié)果： 將VTCO稍微調(diào)節(jié)至1.55 V，以便在高故障溫度下將?T/?t標(biāo)稱值保持在1°C / min，然后我們可以計算：