檢測電阻功耗

Maxim的許多電池監(jiān)測器都包含用于測量電流的內(nèi)部檢測電阻。本應(yīng)用筆記解決了電流流過檢測電阻產(chǎn)生的自發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致片內(nèi)溫度測量不準(zhǔn)確的問題。為確定內(nèi)部檢測電阻引入的自發(fā)熱量而獲取的數(shù)據(jù)，適用于獨(dú)立器件的情況和熱耦合到電池單元的器件的情況。此外，在不能容忍自熱效應(yīng)的情況下，提供了校正計(jì)算，可以在軟件中輕松實(shí)現(xiàn)。

Maxim的電池管理器件可以選擇將檢測電阻集成到 包。雖然此功能降低了成本和電路板尺寸，但可能會(huì)擔(dān)心 集成檢測電阻會(huì)導(dǎo)致片內(nèi)溫度檢測不準(zhǔn)確。相反， 以下應(yīng)用說明表明，產(chǎn)生的熱量不夠重要，不足以引起人們的關(guān)注 大多數(shù)應(yīng)用程序。對(duì)于那些可能受到影響的應(yīng)用程序，消除影響的軟件解決方案是 提出。

自加熱

以下數(shù)據(jù)顯示了通過內(nèi)部檢測電阻的功耗如何加熱芯片和 影響片內(nèi)溫度轉(zhuǎn)換的精度。達(dá)拉斯半導(dǎo)體電池管理 產(chǎn)品設(shè)計(jì)允許最大持續(xù)檢測電阻電流為 2 A。因此高達(dá) 2.0安培2×器件封裝在工作期間可能會(huì)耗散 30mΩ 或 120 毫瓦的功率。

圖 1a：檢測電阻自發(fā)熱，不帶耦合。

圖 1b：檢測電阻耦合到電池時(shí)的自發(fā)熱。

圖1a顯示了自發(fā)熱對(duì)獨(dú)立封裝的影響，而圖1b顯示了 當(dāng)封裝熱耦合到電池時(shí)得到改善。為了收集數(shù)據(jù)，將帶有內(nèi)部檢測電阻的倒裝芯片DS2760與帶有內(nèi)部檢測電阻的TSSOP封裝DS2760進(jìn)行了比較。為 參考，還包括一個(gè)帶有外部電阻的TSSOP DS2760。為了更準(zhǔn)確地模擬 封閉式電池組，每個(gè)設(shè)備都封閉在容器中，以防止空氣流過 包。記錄每個(gè)器件的環(huán)境溫度讀數(shù)，電流為零 檢測電阻。然后以 0.25 安培的步長增加電流，直至最大 2.0 安培。在 每一步，設(shè)備的溫度都允許穩(wěn)定，然后從中獲取平均值讀數(shù) 溫度寄存器。用鋰離子1尺寸的電池對(duì)圖18650b重復(fù)整個(gè)過程 熱耦合到帶有散熱器化合物的器件封裝。

非熱耦合器件的結(jié)果表明，倒裝芯片和TSSOP經(jīng)歷了 在更惡劣的情況下，芯片溫度分別升高30°C和20°C。這很重要 需要注意的是，其嚴(yán)重性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了大多數(shù)手持式應(yīng)用程序中的嚴(yán)重性。例如，GSM小區(qū) 手機(jī)電流平均只有 300 到 400 毫安，在這些情況下，溫度升高將是 不超過幾攝氏度。當(dāng)熱耦合到電池時(shí)，自發(fā)熱減少 顯著。典型的溫度升高比非耦合器件低約75%。注意 甚至外部電阻器件也通過連接 檢測 IC 的電阻。作為參考，外部電阻安裝在距離DS335 mil的位置 TSSOP 的走線長度為 2760 密耳。

圖 2：基于功耗的檢測電阻自發(fā)熱。

軟件更正

如果需要精確的溫度測量，可以輕松消除自熱的影響 通過系統(tǒng)主機(jī)執(zhí)行的一些簡單計(jì)算。圖 2 包含的數(shù)據(jù)與 圖1a，除了芯片溫度升高現(xiàn)在與通過 檢測電阻。加熱和功率之間的這種線性關(guān)系可以表示如下 允許簡單實(shí)現(xiàn)軟件錯(cuò)誤消除的公式：

地點(diǎn)：
TA= 實(shí)際溫度
TM= 測量溫度
I = 測量的平均電流
R = 檢測電阻
n = 比例因子

使用的比例因子可能會(huì)有很大差異，具體取決于應(yīng)用程序細(xì)節(jié)，例如封裝類型、 氣流、熱耦合等它對(duì)給定應(yīng)用的價(jià)值可以很容易地確定 實(shí)驗(yàn)并存儲(chǔ)在設(shè)備EEPROM中。

總結(jié)

達(dá)拉斯半導(dǎo)體內(nèi)部檢測電阻器件的芯片自熱影響最小 大多數(shù)應(yīng)用程序。如果封裝與電池?zé)狁詈希梢源蟠蠼档妥园l(fā)熱， 無論如何，建議這樣做，以便更準(zhǔn)確地報(bào)告電池的溫度。自加熱 可以在軟件中校正，用于需要非常精確的溫度測量的應(yīng)用。

審核編輯：郭婷