确保储能安全和效率：比较器选型和应用实践

电子爱好者网报道(文章 / 黄山明)比较器，顾名思义，是用来比较两个输入电压信号的大小。它的导出一般是模拟信号，有高电平和低电频两种状态，从而说明两个输入电压的比较结果。

类似于差动放大器，比较器还有两个输入端，一个非反相输入端和一个反相输入端。当非反相输入端电压高于反相输入端电压时，比较器导出高电平；相反，当反相输入端电压高于非反相输入端电压时，导出低电频。就像一个平衡，比较两个输入电压 “重量”，根据哪一面更重(电压更高)来确定导出是高电平还是低电频。

在储能系统中，比较器一般用于检测和保护电池状态。比如可以设置参考电压，代表电池最大的安全充电电压。当电池充电电压(通过电压检测电路输入比较器的输入端)高于这种参考电压时，比较器输出信号，可以触发充电控制电路，停止充电过程，从而保护电池免受过度充电的损坏。

也可用于功率转换控制，例如 DC-DC 在变换器或逆变器中，比较器用于监测输出电压。将输出电压信号输入比较器的一个输入端，将代表预期输出电压的参考电压连接到另一个输入端。

比较器输出信号在输出电压偏移参考电压时反馈给功率转换电路的控制模块，例如 PWM 控制器。控制模块根据比较器的反馈信号调整功率转换电路的工作参数，如改变占空比，使输出电压恢复到预期的稳定值，从而保证功率转换过程的稳定性和高效性。

也可用于检测和报警系统异常。例如，通过电流传感器将电流信号转换为电压信号，将该电压信号输入比较器的一个输入端，另一个输入端设置代表最大允许电流的电压标准值。当检测到的电流对应的电压信号超过标准值时，比较器输出信号，可以触发蜂鸣器或显示灯等报警系统，同时可以关闭电路，避免电路因过流而损坏。

如何在储能领域选择好的比较器？

一般比较器应考虑输入范围、精度和分辨率、速度和响应时间、功耗和环境温度等几个性能参数。

在输入范围方面，需要包括储能系统中待比较信号的电压范围，如电池电压监测。应选择能够覆盖电池电压变化范围的比较器，如锂离子电池储能系统，电压通常在 2.5V-4.2V 比较器的输入范围应该包括这个范围的变化。

精度影响比较结果的准确性，分辨率决定最小电压差异可以区分。在储能系统中，如果对电池容量监测精度要求较高，需要选择高精度、高分辨率的比较器，如 MAX9040 内置基准源系列的初始精度可以达到 0.4%、最大温度漂移为 30ppm/ ° C。

在速度和响应时间方面，应根据系统信号的变化速度进行选择。在高速充放电控制或故障快速检测的储能系统中，应选择响应时间短的高速比较器，如 MAX961 延迟时间的标称值为 4.5ns。

对电池供电的储能系统而言，低功耗比较器可以延长电池的使用时间，例如 MAX919 全温范围内最大吸入电流仅限 1.2 µ A，适用于对功耗要求严格的场景，如便携式储能设施。

同时，需要适应储能系统的温度范围。室外或恶劣环境下使用的储能系统应选择宽环境温度比较器，以确保高低温环境下性能稳定可靠。

在功能特性方面，需要具有滞回特性，滞回电压可以防止导出波动，提高比较器的稳定性和可靠性。在噪音或干扰的储能系统环境中，具有滞回功能的比较器可以更好地工作，例如 AD790 等等具有内置滞回功能的比较器。

也要选择好的输出类型，常见的有集电极开路导出、推拉输出等。集电极开路导出可以灵活配置上拉电阻，调节不同逻辑电平转换和输出信号驱动能力；推拉输出可以提供更强的导出驱动能力，直接驱动负荷。输出信号的要求应根据后续电路进行选择，如驱动数字逻辑电路、与逻辑电平兼容的输出类型比较器等。

部分比较器集成了内部基准源，使用方便，节省空间，功耗低。在电压比较标准精度等级不高的储能系统应用中，带内部基准源的比较器可以优先选择，比如 MAX918 等。

另外，还要考虑电源要求、包装、可靠性和稳定性、成本等因素，比如通过查看比较器 datasheet，选择可靠性高的产品，以确保储能系统长期稳定运行，了解其平均无故障时间、抗干扰等数据。

总结

比较器不仅在储能系统中提供了关键的安全功能，还有助于提高性能，延长使用寿命。它们的存在保证了即使在复杂的工作环境中也能保持高效稳定的电力供应。适合储能产品的比较器可以通过充分考虑性能、特点、成本等因素来选择。

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