雙向DC/DC穩(wěn)壓器和超級(jí)電容器充電器

LTC?3110 雙向降壓-升壓型 DC/DC 穩(wěn)壓器在存在一個(gè)總線(xiàn)電壓 （例如 3.3V） 時(shí)對(duì)一個(gè)超級(jí)電容器進(jìn)行充電和平衡，并在總線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)將該超級(jí)電容器放電至負(fù)載。LTC3110 保持總線(xiàn)的標(biāo)稱(chēng)電平 （在圖 3 的示例中為 3.1V），即使超級(jí)電容器電壓高于或低于標(biāo)稱(chēng)總線(xiàn)電壓也是如此。以這種方式支持負(fù)載可以在電源中斷期間備份和保留數(shù)據(jù)，這在各種工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用中非常重要。

薄型數(shù)據(jù)備份電源

工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用的特點(diǎn)是缺乏穩(wěn)定、高質(zhì)量的電壓源。在汽車(chē)環(huán)境中，12V標(biāo)稱(chēng)電壓軌在冷啟動(dòng)和負(fù)載突降期間可以從4V變?yōu)?0V以上。工廠和工廠中使用的 24V 設(shè)備總線(xiàn)僅因循環(huán)電動(dòng)機(jī)和螺線(xiàn)管而遭受電壓尖峰和掉電。

然而，工業(yè)應(yīng)用與消費(fèi)電子產(chǎn)品有一些共同點(diǎn)：便攜性和移動(dòng)性增加的趨勢(shì)?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)備內(nèi)部的電子設(shè)備空間越來(lái)越有限。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的體積，特別是厚度，在工業(yè)組件和模塊中非常寶貴?？紤]到這一點(diǎn)，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(gè)無(wú)源元件組選項(xiàng)，按厚度排列：1mm和2.5mm。所需的半導(dǎo)體部件未列出，因?yàn)?a target="_blank">控制器、MOSFET 和電阻器的厚度不超過(guò) 1mm。

圖2顯示了一種薄型儲(chǔ)能解決方案，用于數(shù)據(jù)備份或無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在輸入電壓在4V至40V的極寬范圍內(nèi)變化，并可能出現(xiàn)輸入電壓中斷的情況下。

該解決方案使用兩個(gè)轉(zhuǎn)換器來(lái)產(chǎn)生完整的工業(yè)/汽車(chē)應(yīng)用。該轉(zhuǎn)換器基于 LTC3110 超級(jí)電容器充電器 （SCCH），可在輸入電壓存在時(shí)為存儲(chǔ)電容器充電，并在電源中斷期間提供一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)輸出。在正常工作條件下，當(dāng)存在一個(gè) 4V 至 40V 輸入電源時(shí)，敏感的電子負(fù)載和 LTC3110 由一個(gè)基于 LT8608 的降壓型轉(zhuǎn)換器 （SDC） 提供支持。

LT?8608 是一款低靜態(tài)電流、高效率、高度集成的同步降壓型轉(zhuǎn)換器，具有一個(gè) 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(tǒng)保護(hù)電路所需的體積，實(shí)際上消除了對(duì)傳統(tǒng)瞬態(tài)電壓抑制二極管 （TVS） 的需求。SDC 將系統(tǒng)電壓保持在 3.3V 母線(xiàn)軌限值內(nèi)。

如果輸入電壓斷開(kāi)，SCCH接管，為穩(wěn)定的3.3V電源軌供電。在正常情況下，LT8608 為系統(tǒng)總線(xiàn)提供 3.5V 電壓;LTC3110 在記錄一個(gè)電源故障并支持負(fù)載時(shí)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(nèi)。CHRG標(biāo)志可用于提醒數(shù)字系統(tǒng)斷開(kāi)不必要的負(fù)載并開(kāi)始數(shù)據(jù)備份或無(wú)線(xiàn)傳輸。

圖 3 顯示了切換過(guò)程的開(kāi)始;輸入電壓斷開(kāi)后，SDC 在 SCCH 導(dǎo)通時(shí)關(guān)閉。

結(jié)論

LTC?3110 是一款高度集成的高性能超級(jí)電容器充電器和平衡器，可在汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用中用于數(shù)據(jù)保留和備份的扁平解決方案中實(shí)現(xiàn)。

審核編輯：郭婷