本文以RS以393為例，闡述了如何將窗口比較電路應(yīng)用于鋰電池充電溫度控制電路。分析窗口比較器的工作原理和滯回電路的計算。

   RS393的主要參數(shù)：

  ? 供電范圍： 1.8V至 5.5V

  ? 低靜態(tài)電流Vs = 5V時50μA/ch(TYP)

  ? 輸入共模電壓范圍：(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

  l 鋰電池充電電路中溫度控制的必要性

   當環(huán)境溫度較低時，電池的實際可用容量會迅速衰減。如果溫度過低(如小于0)℃）鋰電池充電可能導(dǎo)致瞬時電壓過沖，導(dǎo)致內(nèi)部短路。電池溫度過熱可能導(dǎo)致煙霧、火災(zāi)甚至爆炸。

   電池最合適的充電溫度約為10℃到30℃溫度過高或過低都會導(dǎo)致電池壽命的快速衰減。只有準確測量電池的環(huán)境溫度，才能在低溫和高溫環(huán)境下預(yù)熱和散熱電池。

  l 設(shè)計溫度控制電路

   使用RS用于鋰電池溫度檢測的393窗口比較器：

  圖1 窗口比較電路

   這里使用鋰電池的溫度PTC(正溫度系數(shù)熱敏電阻)。假設(shè)熱敏電阻為10，便于計算℃時的阻值為15KΩ，在30℃時阻值為5KΩ。并聯(lián)圖中兩個比較器電路的輸入輸出。當輸入信號小于2.5V或者大于3.75V當輸入信號介于2.5V和3.75V電路輸出高電平時，形成窗口比較器。

  l 滯回窗比較電路的設(shè)計和必要性分析

   圖1的電路連接方式，當比較器的輸入信號慢慢接近正/負門電時，疊加在信號上的干擾脈沖很可能導(dǎo)致輸出的誤翻轉(zhuǎn)和誤判。在這方面，滯回電路是最好的解決方案，圖2是增加正反饋電阻后滯回窗口的比較電路。

  圖2 滯回窗比較電路

   采用節(jié)點電壓法對比較器的輸入輸出電壓節(jié)點進行分析。得出窗口比較器的上閾值電壓Vupp和Vupn；下限閾值電壓Vdown和Vdownn。正溫度系數(shù)PTC例如，不同閾值的電壓與溫度之間的對應(yīng)關(guān)系如下表所示：

  表1 不同閾值電壓與溫度對應(yīng)關(guān)系

   滯回窗比較電路模擬波形如下：

  圖3 滯回窗比較電路波形圖

  從圖3可以看出，增加滯后窗口比較器電路可以避免振鈴對電路輸出的干擾。

   附錄：潤石科技比較器選型樹狀圖