正如《下一代電池監(jiān)控器：如何在提高精度和延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間的同時(shí)提高電池的安全性》這篇文章所提到的,，精確監(jiān)控電池電壓,、電流和溫度有助于確保適用于包括真空吸塵器,、電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車(chē)等大眾消費(fèi)品的系統(tǒng)安全運(yùn)行,。在本文中，我們將更深入地研究鋰電池的溫度監(jiān)控,，包括系統(tǒng)安全運(yùn)行的正確配置,。
當(dāng)鋰電池在超出電池制造商規(guī)定的溫度范圍工作時(shí),，有發(fā)生熱失控的風(fēng)險(xiǎn),，最終可能導(dǎo)致起火或爆炸,。因此，為確保系統(tǒng)安全并符合各種標(biāo)準(zhǔn)要求,，每當(dāng)電池溫度超出指定溫度范圍時(shí),，必須禁用電池。但是,，了解何時(shí)禁用電池取決于電池監(jiān)控器和保護(hù)器溫度測(cè)量子系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,，這對(duì)于確保系統(tǒng)安全運(yùn)行至關(guān)重要。
德州儀器電池監(jiān)控器和保護(hù)器系列的最新產(chǎn)品 BQ76942（3 個(gè)電池串聯(lián)[3S],，高達(dá) 10S）和 BQ76952（高達(dá) 3S 至 16S）,，集成了 16 位 / 24 位Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），在各種電壓測(cè)量之間進(jìn)行多路復(fù)用,，包括測(cè)量?jī)?nèi)部芯片溫度和外部熱敏電阻。
BQ76942 (10S)和 BQ76952 (16S) 包含一個(gè)基于 ADC 使用其內(nèi)部基準(zhǔn)測(cè)量ΔVBE 電壓的內(nèi)部芯片溫度測(cè)量,。該電壓被轉(zhuǎn)換為溫度讀數(shù),，可通過(guò)串行通信接口讀取。
兩款電池監(jiān)控器均支持使用多達(dá) 9 個(gè)器件引腳上的外部熱敏電阻進(jìn)行溫度測(cè)量,，這可以讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更靈活地選擇在電池組中何處測(cè)量溫度,。可指定單獨(dú)的熱敏電阻測(cè)量值和內(nèi)部芯片溫度讀數(shù),，以用作電池溫度,、場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）溫度或兩者均不使用。
保護(hù)子系統(tǒng)使用指定為電池溫度的測(cè)量值來(lái)識(shí)別充電中的電池溫度過(guò)高 / 過(guò)低或放電中溫度過(guò)高 / 過(guò)低的情況,，以及確定是否允許電池平衡,。指定 FET 溫度的熱敏電阻用于識(shí)別 FET 過(guò)熱,。任何啟用但未指定用于電池或 FET 溫度的熱敏電阻都將用于溫度報(bào)告，但不會(huì)被保護(hù)子系統(tǒng)使用,。
內(nèi)部芯片溫度還決定是否允許電池平衡,，以及是否應(yīng)將器件置于關(guān)閉狀態(tài)，以避免在超出其指定工作溫度范圍時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤運(yùn)行,。
熱敏電阻是在連接到與 REG18（~1.8V）低壓差穩(wěn)壓器相連的內(nèi)部上拉電阻時(shí)進(jìn)行測(cè)量,，如圖 1 所示。
圖 1：使用外部熱敏電阻進(jìn)行溫度測(cè)量
在運(yùn)行期間,，該器件使用可編程為 18kΩ或 180kΩ的內(nèi)部上拉電阻,，一次自動(dòng)偏置一個(gè)熱敏電阻。上拉電阻器在出廠(chǎng)調(diào)試期間進(jìn)行測(cè)量,，其值以數(shù)字方式存儲(chǔ)在器件中,，用于溫度計(jì)算。
電壓 ADC 以 REG18 電壓為基準(zhǔn),，按比例測(cè)量熱敏電阻引腳電壓,。每個(gè)熱敏電阻上的電壓每隔一到三個(gè)測(cè)量循環(huán)測(cè)量一次。原始 ADC 計(jì)數(shù)值可通過(guò) DASTATUS6()子命令獲得,。在正常模式下,，器件每隔 250ms 將這些測(cè)量值轉(zhuǎn)換為溫度；在睡眠模式下,，器件每隔一次測(cè)量將這些測(cè)量值轉(zhuǎn)換為溫度,。
BQ76942 和 BQ76952 采用基于 ADC 測(cè)量的五階多項(xiàng)式來(lái)計(jì)算溫度。這些器件包括用于以下各項(xiàng)的默認(rèn)多項(xiàng)式系數(shù)：
使用 18kΩ上拉電阻的 Semitec 103-AT 熱敏電阻（25°C 時(shí) 10kΩ,，B25/85 = 3,435 k）,。
使用 180kΩ上拉電阻的 Semitec 204AP-2 熱敏電阻（25°C 時(shí) 200kΩ，B25/85 = 4,470 k）,。
為與其他熱敏電阻配合使用而優(yōu)化的自定義系數(shù)也可寫(xiě)入寄存器或一次性可編程存儲(chǔ)器中,。
每個(gè)啟用的熱敏電阻計(jì)算的溫度以 0.1°K 為單位，可通過(guò)使用串行通信接口進(jìn)行讀取,。
結(jié)論
BQ76942 和 BQ76952 電池監(jiān)控器和保護(hù)器包含一個(gè)高性能的測(cè)量子系統(tǒng),。該子系統(tǒng)集成了一個(gè)內(nèi)部芯片溫度測(cè)量，并支持多達(dá) 9 個(gè)用于電池或 FET 溫度測(cè)量的外部熱敏電阻,。這些器件可用于諸如電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車(chē)等各類(lèi)應(yīng)用,，以通過(guò)監(jiān)控電池溫度并在情況變得危險(xiǎn)時(shí)禁用電池組來(lái)確保系統(tǒng)安全。