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本文提供DS36xx安全管理器選擇備用電池的指南。由于產(chǎn)品和相關(guān)安全應(yīng)用的復(fù)雜性，有幾個(gè)因素會影響電池的選擇。本文討論了影響電池選擇的三個(gè)因素，并提出了電池化學(xué)成分的首選。它還解釋了正確選擇與這些安全管理器一起使用的電池所需的一些分析。

介紹

本應(yīng)用筆記指導(dǎo)DS36xx系列安全管理器選擇備用電池。這些準(zhǔn)則遵循過去適用于任何ADI 公司非易失性存儲器產(chǎn)品的相同基本規(guī)則。由于安全管理器的特殊電路監(jiān)控要求，需要格外小心，以確保電池在最終系統(tǒng)中提供多年的有用現(xiàn)場壽命。

確定可接受的電池電壓

第一步是確定 V 上允許的最大直流工作電壓.BAT輸入。該值是DS36xx的基本規(guī)格，請參見相應(yīng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)資料。不應(yīng)將此電壓限制與器件的絕對最大額定值混淆，后者是可能對組件發(fā)生物理損壞的升高偏置。此 DC 工作電壓還應(yīng)與安全管理器支持的任何下游組件兼容。

使用產(chǎn)品允許的電池電壓范圍，有多種電池化學(xué)成分可供選擇（見表1）。系統(tǒng)環(huán)境要求可能會影響化學(xué)品的選擇。

電池類型	化學(xué)	標(biāo)稱電壓（V）	最大電壓（V）	標(biāo)稱放電電流（μA）	溫度范圍（°C）
BR Lithium Coin (primary)	Polycarbon monofluoride (CF)n	3.0	3.45	30	-30 to +80
BRA Lithium Coin (primary)	Polycarbon monofluoride (CF)n	3.0	3.45	30	-40 to +125
CR Lithium Coin (primary)	Manganese dioxide (MnO2)	3.0	3.35	100 to 200	-30 to +60
VL Lithium Coin (secondary)	Vanadium pentoxide (V2O5)	3.0	3.60(1)	10 to 200	-20 to +60
ML Lithium Coin (secondary)	Manganese lithium	2.5	3.10	5 to 100	-20 to +60
Thionyl Chloride Lithium (primary)	Lithium-thionyl chloride (Li-SOCl2)	3.6	3.67	1mA to 5mA	-55 to +85
Lithium-Ion (secondary)	Li+	3.6	4.201	1500mA to 2500mA	0 to +45

給定初級（不可充電）紐扣電池的三個(gè)選項(xiàng)，所需的系統(tǒng)工作溫度在您的最終選擇中可能很重要。BR化學(xué)比同等尺寸的CR化學(xué)電池具有更好的高溫電流輸送能力2或者，如果系統(tǒng)在低于+10°C的溫度下工作，則CR化學(xué)電池的電流輸送特性通常優(yōu)于BR化學(xué)。無論如何，原電池是一次性能源，最終必須更換。仔細(xì)比較電池制造商的放電特征圖可能會比這篇簡短的文章更深入地了解這種化學(xué)成分的優(yōu)缺點(diǎn)。

在二次（可充電）電池列表中，每種類型都有一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)需要評估。氯化亞砜或鋰離子電池的標(biāo)稱電壓通常超過DS36xx產(chǎn)品的允許范圍，因此必須通過使用穩(wěn)壓器或二極管壓降來降低電壓。同樣的電壓問題會影響VL紐扣電池的選擇，除非充電電壓得到控制。ML紐扣電池的標(biāo)稱電壓可能太低，無法長時(shí)間備用電池。鋰離子電池的溫度范圍非常有限，盡管充電容量幾乎優(yōu)于任何其他選擇。

電池選擇過程中還有其他影響（即物理尺寸或質(zhì)量、成本、運(yùn)輸和/或處置限制），這些影響也可能優(yōu)先或消除特定的電池化學(xué)成分。

在本次討論中，我們選擇了BRA-chemistry（聚碳一氟化物）一次鋰紐扣電池，因?yàn)樵撓到y(tǒng)具有低電流需求和寬工作溫度范圍。BRA電池的最大（新電池）電壓為+3.45V，2，這在我們典型電路中使用的組件所需的可接受電池電壓范圍內(nèi)（圖1）。

確定電池容量要求

使用簡化的入侵監(jiān)控應(yīng)用，將參考圖1來了解電池總電流消耗。機(jī)柜安全聯(lián)鎖表示為開關(guān) S1 到 S4。

根據(jù)系統(tǒng)原理圖，電池總電流必須從DS36xx和支持電路的所有電流之和得出數(shù)學(xué)運(yùn)算得出。這些電流計(jì)算應(yīng)包括任何數(shù)字和/或模擬輸入漏電流（IL);邏輯輸出驅(qū)動電流（I哦);操作外部存儲器或支持電路所需的任何直通電流（ICCO);以及僅由DS36xx元件消耗的電池電流（I.BAT).

圖1.DS36xx安全管理器的典型工作電路。

在電池備份操作期間，外部電源和 I/O（VCCI、SDA 和 SCL）均處于 0V。在圖1原理圖中，VCCO（ICCO）上的總電流負(fù)載是四個(gè)“INx”輸入引腳的潛在輸入泄漏加上潛在的輸出下拉電流（IRPD），如果/Tamper輸出激活。

IBAT	6.5μA	（根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格;空載時(shí)的最大值）
X1/X2	Part of IBAT
IN1	0.1μA (max)	(From product specification; input leakage)
IN2	0.1μA (max)	(From product specification; input leakage)
Ac tive-low IN3	0.1μA (max)	(From product specification; input leakage)
Active-low IN4	0.1μA (max)	(From product specification; input leakage)
Active-low Tamper	3.3μA	(Active-low Tamper output current with 1MΩ pullup resistor)
---------------------------------------
Total	10.2μA

確定有用字段生存期預(yù)期

計(jì)算電流負(fù)載后，要評估的剩余變量是使用電池工作時(shí)所需的系統(tǒng)壽命。對于此討論，目的是創(chuàng)建具有 10 年電池現(xiàn)場壽命的產(chǎn)品。

電池容量計(jì)算
10 年 = 87，660 小時(shí)（24 小時(shí) × 365.25 天/年 × 10 年）
10.2μA 連續(xù)電流負(fù)載 87，660 小時(shí) = 894mAh

選擇特定電池

在先前根據(jù)電池電壓和工作溫度范圍選擇BRA化學(xué)成分后，最終電池選擇的任務(wù)減少到從供應(yīng)商的可用電池列表中選擇滿足或超過容量需求的項(xiàng)目（表2）。

電池型號	標(biāo)稱電壓（V）	標(biāo)稱容量（毫安時(shí)）	電池直徑（毫米）	電池高度（毫米）	重量（g）
BR1225A	3	48	12.5	2.5	0.8
BR1632A	3	120	16.0	3.2	1.5
BR2330A	3	255	23.0	3.0	3.2
BR2450A	3	550	24.5	5.0	5.0
BR2477A	3	1000	24.5	7.7	8.0

從制造商的產(chǎn)品表中可以看出，BR2477A電池的額定值為1000mAh（1Ah），在圖11電路中應(yīng)提供~2.1年的電池壽命。

1000mAh/10.2μA = 98，039小時(shí)（11.18年）

如果所需的電池容量大于任何可用電池，設(shè)計(jì)人員必須評估以下權(quán)衡：1）使用另一種電池化學(xué)成分;2）降低負(fù)載電流;3）降低電池的預(yù)期場壽命;或 4）執(zhí)行這些選項(xiàng)的組合。降低負(fù)載電流可以通過降低任何漏極開路器件的輸出電流（即選擇更高的電阻值）或某些DS36xx產(chǎn)品的輸出電流來實(shí)現(xiàn)，通過實(shí)現(xiàn)電源管理選項(xiàng)。

結(jié)論

本文回顧了影響電池選擇的幾個(gè)因素，并提供了電池化學(xué)的首選。解釋了正確選擇與安全管理器一起使用的電池所需的一些一階分析。在此過程中，我們演示了將集成電路與最適合支持這種安全特定應(yīng)用的電池配接多年所需的步驟。

審核編輯：郭婷

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