教大家怎么確定一款鉛酸電池平衡器的平衡電流

大家好，小科來為大家解答以上問題。教大家怎么確定一款鉛酸電池平衡器的平衡電流這個很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、LTC3305是一款鉛酸電池平衡器，它使用輔助電池或備用蓄電池(AUX)與串聯(lián)電池組中的單個電池來回傳遞電荷。

2、平衡器控制外部NMOS開關(guān)，將輔助電池依次連接到電池組中的每個電池。

3、為了防止損壞NMOS開關(guān)及其互連PCB走線，需要一個限流裝置。

4、陶瓷PTC熱敏電阻就是其中之一。

5、PTC熱敏電阻負(fù)責(zé)限制連接在輔助電池之間的峰值電流。

6、當(dāng)AUX電池和連接的電池之間的差分電壓(VDIFF)比較小時，流經(jīng)PTC的電流處于較低水平，其溫度也很低，PTC呈現(xiàn)出定值電阻的特性。

7、當(dāng)VDIFF增大時，電流增大，PTC的溫度升高。

8、如圖1所示，當(dāng)PTC的溫度達(dá)到其居里點時，其電阻急劇增加。

9、一旦達(dá)到居里點，電流就受到PTC電阻的限制。

10、這樣，PTC就充當(dāng)了恒功率器件，可以在VDIFF增大時限制電流。

11、圖1:1:村田PTC的電阻溫度特性。

12、為了預(yù)測LTC3305的平衡電流，有必要繪制輔助電池和平衡電池之間總電路電阻的電流-電壓圖。

13、然后，將此導(dǎo)線疊加在PTC的電流-電壓(I-V)靜態(tài)特性曲線上(圖2)。

14、PTC電流-電壓特性曲線可從PTC供應(yīng)商處獲得或在實驗室生產(chǎn)。

15、一旦總電路電阻已知，PTC電流-電壓特性曲線可用于計算流經(jīng)電池和輔助電池的電流。

16、圖2: PTC電流-電壓特性曲線。

17、預(yù)測平衡電流。

18、輔助電池和電池之間的總電路電阻包括輔助電池的等效串聯(lián)電阻(esrAUX)和等效串聯(lián)電阻(ESRBAT)、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管開關(guān)的導(dǎo)通電阻(RDS)和正溫度系數(shù)電阻(RPTC)。

19、平衡BAT1和BAT4時有四個串聯(lián)的MOSFET開關(guān)(nfet=4)，平衡BAT2和BAT3時有五個串聯(lián)的MOSFET開關(guān)(nfet=5)(見LTC3305產(chǎn)品手冊第一頁)。

20、并且電池和輔助電池之間的任何互連電阻都可以聚合到相應(yīng)電池和輔助電池的ESR中。

21、互連電阻必須包括正負(fù)端子的互連電阻。

22、下面的表達(dá)式給出了輔助電池和電池之間的總電阻(RTOTAL)，其中NFET是串聯(lián)的MOSFET開關(guān)的數(shù)量。

23、RPTC NFET無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)(開)

24、圖3顯示了疊加在正溫度系數(shù)伏安特性曲線上的電阻溫度系數(shù)線。

25、箭頭是各種VDIFF的平衡電流軌跡。

26、當(dāng)VDIFF增加時，平衡電流沿著總電阻曲線增加。

27、當(dāng)差分電壓產(chǎn)生超過居里點電流的平衡電流時，PTC電阻增大，最終在電路總電阻中占據(jù)主導(dǎo)地位。

28、居里點電流在產(chǎn)品手冊中稱為跳躍電流。

29、隨著PTC電阻的不斷增大，平衡電流急劇下降，逐漸接近PTC I-V曲線的負(fù)斜率。

30、圖3:疊加在PTC特性曲線上的RTOTAL線。

31、最后，輔助電池和平衡電池之間轉(zhuǎn)移了足夠的電荷，VDIFF開始減少。

32、當(dāng)VDIFF減小時，I-V特性曲線沿另一個方向變化。

33、隨著VDIFF的減小，平衡電流按照RTOTAL I-V曲線增大，直至達(dá)到居里點電流。

34、PTC電阻在這一點上保持不變，而平衡電流的變化遵循RTOTAL線。

35、設(shè)計示例

36、圖 4 中示出的PTC I-V曲線是在實驗室得出的。

圖 4：設(shè)計實例 PTCI-V 特征曲線

輔助電池和電池的ESR分別為100mΩ和50mΩ。

40、四個MOSFET 開關(guān)各具 10mΩ 的 RDS（ON）（ON）。

41、針對每個電池和輔助電池的VDIFF可采用下式計算：

VDIFF = IPTC ? （ESRAUX + ESRBAT + NFET ? RDS（ON）） + VPTC

圖 5 示出了流經(jīng)系統(tǒng)的電流與各種不同的 VDIFF 值以及流過 PTC 的電流 （或平衡電流 IBAL） 之間的關(guān)系曲線。

44、系統(tǒng)曲線是作為VDIFF之函數(shù)的平衡電流之軌跡。

45、由于電路內(nèi)部寄生電阻兩端的附加電壓降，差分跳變電壓升至高于PTC跳變電壓。

46、隨著差分電壓的增加，兩根曲線彼此重疊，這是因為 RPTC 在 RTOTAL 中占主要地位。

圖 5：系統(tǒng) I-V 特征曲線。

49、至 VDIFF 的系統(tǒng)曲線和至VPTC 的 PTC 曲線

當(dāng)差分電壓高于VTRIP時，由于PTC電阻不斷增加，因此平衡電流較低。

51、對于低于 VTRIP 的差分電壓，平衡電流為差分電壓除以總電路電阻。

52、一個12.5V的電池電壓和一個12.0V的輔助電池電壓將產(chǎn)生1.12A平衡電流，這與圖5所示的I-V曲線是吻合的。

結(jié)論

LTC3305 可平衡一個串接式鉛酸電池組和一個輔助蓄電池兩端的電壓。

55、平衡電流可以利用一個陶瓷 PTC熱敏電阻來控制。

56、采用 PTC 熱敏電阻規(guī)定的跳變電流和冷電阻參數(shù)以及其他的平衡電路寄生電阻，就能針對電池與輔助電池之間各種不同的差分電壓來預(yù)測平衡電流。

本文到此結(jié)束，希望對大家有所幫助。