雙向DC/DC穩壓器和超級電容器充電器

LTC?3110 雙向降壓-升壓型 DC/DC 穩壓器在存在一個總線電壓 （例如 3.3V） 時對一個超級電容器進行充電和平衡，并在總線發生故障時將該超級電容器放電至負載。LTC3110 保持總線的標稱電平 （在圖 1 的示例中為 3.3V），即使超級電容器電壓高于或低于標稱總線電壓也是如此。以這種方式支持負載可以在電源中斷期間備份和保留數據，這在各種工業和汽車應用中非常重要。

薄型數據備份電源

工業和汽車應用的特點是缺乏穩定、高質量的電壓源。在汽車環境中，12V標稱電壓軌在冷啟動和負載突降期間可以從4V變為40V以上。工廠和工廠中使用的 24V 設備總線僅因循環電動機和螺線管而遭受電壓尖峰和掉電。

然而，工業應用與消費電子產品有一些共同點：便攜性和移動性增加的趨勢?，F代工業設備內部的電子設備空間越來越有限。數據存儲單元的體積，特別是厚度，在工業組件和模塊中非常寶貴?？紤]到這一點，本文的解決方案旨在最小化所選組件的輪廓。表1顯示了兩個無源元件組選項，按厚度排列：1mm和2.5mm。所需的半導體部件未列出，因為控制器、MOSFET 和電阻器的厚度不超過 1mm。

圖2顯示了一種薄型儲能解決方案，用于數據備份或無線數據傳輸，在輸入電壓在4V至40V的極寬范圍內變化，并可能出現輸入電壓中斷的情況下。

該解決方案使用兩個轉換器來產生完整的工業/汽車應用。該轉換器基于 LTC3110 超級電容器充電器 （SCCH），可在輸入電壓存在時為存儲電容器充電，并在電源中斷期間提供一個穩定的系統輸出。在正常工作條件下，當存在一個 4V 至 40V 輸入電源時，敏感的電子負載和 LTC3110 由一個基于 LT8608 的降壓型轉換器 （SDC） 提供支持。

LT?8608 是一款低靜態電流、高效率、高度集成的同步降壓型轉換器，具有一個 3V 至 42V 的寬輸入電壓范圍。其 42V 上限最大限度地減少了系統保護電路所需的體積，實際上消除了對傳統瞬態電壓抑制二極管 （TVS） 的需求。SDC 將系統電壓保持在 3.3V 母線軌限值內。

如果輸入電壓斷開，SCCH接管，為穩定的3.3V電源軌供電。在正常情況下，LT8608 為系統總線提供 3.5V 電壓;LTC3110 在記錄一個電源故障并支持負載時提供 3.2V 電壓。這些電源電壓完全在3.3V邏輯電源的建議限值之內。CHRG標志可用于提醒數字系統斷開不必要的負載并開始數據備份或無線傳輸。

圖 3 顯示了切換過程的開始;輸入電壓斷開后，SDC 在 SCCH 導通時關閉。

結論

LTC?3110 是一款高度集成的高性能超級電容器充電器和平衡器，可在汽車和工業應用中用于數據保留和備份的扁平解決方案中實現。

審核編輯：郭婷