基于單IC超級電容器的電源備份解決方案

超級電容器用于越來越多的需要現成的應用 備用能源，可以在常規時調用以提供短期電力 輸入功率丟失。在這些應用中，超級電容器具有許多優點 超過電池等傳統儲能設備，包括低維護 要求，幾乎無限的循環壽命和低有效串聯電阻。LTC3226 通過 單IC解決方案，在輸入功率可用時為超級電容器充電，然后 當標稱輸入功率發生故障時，將能量從超級電容器輸送到負載。

描述

圖1所示為典型的3.3V備用電源 其中主電源的應用 從輸入源到負載的路徑 通過外部PFET。只要 當輸入電源可用時，LTC3226 將超級電容器堆棧保持在 完全 5V 充電。如果輸入電壓下降 低于3.15V，1.2F超級電容器組 成為電源，支持 2A 負載 在 3.3V 下持續 600ms（見圖 2）。實現 從主電源無縫過渡 備份存儲需要四個主體 電路元件：A雙模（1×/2×） 帶自動電池平衡的電荷泵 和電池電壓鉗，一個 LDO 至 在備份期間提供負載電流， 理想的二極管控制器，可防止 反向驅動輸入電源的LDO， 以及一個電源故障比較器 檢測低于以下的輸入電壓閾值 需要啟動備份。

圖1.3.3V備用電源

圖2.3.3V備用電源時序圖

雙模恒定頻率 （900kHz） 低噪聲電荷泵電荷 超級電容器堆棧到外部 編程目標電壓。輸入電流 電荷泵由 PROG 引腳之間的外部電阻器 和GND。在充電開始時 周期，當CPO引腳電壓小于 V在，電荷泵以 1× 模式工作， 就像一個傳遞元素，電荷 電流大約等于 編程輸入電流。作為 CPO 引腳 電壓上升到V的200mV以內在這 電荷泵進入2×模式（電壓 倍增器），充電電流降至 編程輸入電流的一半。

超級電容器的局限性之一 電池電壓低，典型值為 2.7V，需要 兩個電池的串聯連接，用于 5V 應用。由于超級電容器 由于泄漏而有更多的自放電 與大多數電池相比，它們需要電池 平衡以防止過度充電 串聯電容器之一。The LTC3226 電荷泵配有有源 平衡電路，從而消除了 需要外部平衡電阻器。 但是，由于該平衡器具有有限的 拉電流和灌電流能力，電荷 泵配有電壓夾 持續監控電池的電路 充電過程中的電壓和 防止電池過度充電。

快速比較器可檢測 輸入電壓低得令人無法接受 并啟用 LDO 為以下 來自超級電容器的負載。這 電源故障閾值已編程 通過外部電阻分壓器通過 PFI 引腳。PFI比較器的輸出 驅動 PFO 引腳上的漏極開路輸出以指示輸入狀態 源。一個外部電阻分壓器，用于 LDO_FB引腳設置 LDO 輸出電壓。

結論

LTC3226 可實現基于無縫超級電容器 備用電源解決方案 通過集成功能： 電荷泵、LDO 和理想 緊湊型扁平二極管控制器 3mm × 3mm 16 引腳 QFN 封裝。其 50μA 低靜態電流和小電流 占地面積使其特別適合 對于電池供電應用，如 以及需要保護的 3.3V 系統 從短暫的電源中斷。

審核編輯：郭婷