本文以RS393為例，闡述如何將窗口比較電路應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以及滯回電路中的計算。

RS393的主要參數：

●供電范圍：+ 1.8V至+ 5.5V

●低靜態電流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

鋰電池充電電路中做溫度控制的必要性：

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（如低于0℃）時，對鋰電充電可能引發瞬間電壓過沖，造成內部短路。電池溫度過熱則可能會引起冒煙、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。只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。

溫度控制電路的設計：

使用RS393搭建成的窗口比較器，用于鋰電池溫度的檢測：

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圖1 ?窗口比較電路

?鋰電池的溫度，此處使用PTC（正溫度系數熱敏電阻）的方式獲得。為計算方便，假設熱敏電阻在10℃時的阻值為15KΩ，在30℃時阻值為5KΩ。將圖中兩個比較器電路的輸入和輸出分別并聯起來。當輸入信號小于2.5V或者大于3.75V時，電路輸出低電平；當輸入信號介于2.5V和3.75V之間的時候，電路輸出高電平，這就構成了一個窗口比較器。

滯回窗口比較電路的設計與必要性分析：

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，疊加在信號上的干擾脈沖極有可能會引起輸出的誤翻轉，導致誤判。對此，滯回電路是一個最優的解決方案，圖2為增加了正反饋電阻后的滯回窗口比較電路。

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圖2 ?滯回窗口比較電路

使用節點電壓法分別對比較器的輸入、輸出電壓節點分析。得出窗口比較器的上限閾值電壓Vupp和Vupn；下限閾值電壓Vdown和Vdownn。以正溫度系數的PTC熱敏電阻為例，不同閾值的電壓與溫度的對應關系如下表所示：

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表1 ?不同閾值電壓與溫度對應關系

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滯回窗口比較電路仿真波形如下：

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?圖3 ?滯回窗口比較電路波形圖

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由圖3可見，增加滯回后的窗口比較器電路，就可以避免振鈴現象對電路輸出的干擾。

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附錄：潤石科技比較器選型樹狀圖

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