随着对高性能便携式电子设备、物联网(IoT)、计量设备和手持设备的需求不断增长，对备用电源应用的需求也在不断增长。在用户指示备用电源可用性的情况下，高效、快速地提供备用电源往往变得至关重要。MAX38888是一款基于超级电容的双向功率传输稳压器，具有共享电感，用于备用电源应用。MAX38888无需额外的功率转换器，同时在单个IC中结合降压和升压操作，外部元件数量最少，从而最大限度地节省成本。本应用笔记讨论了基于max38888的超级电容备用稳压器，通过电阻串和MOSFET开关设置可编程电压放电阈值，并通过IC RDY引脚显示电压变化的状态指示。

关于max38888可逆降压稳压器

MAX38888是一种存储电容或电容组备用稳压器，设计用于在使用相同电感的可逆降压和升压操作中有效地在存储元件和系统供电轨道之间传输功率，参见图1。通过提供双向功率传输，IC消除了对单独的额外功率转换器的需求，并简化了成本节约。典型的应用电路如图2所示。

表演

特性

• 2.5V至5V系统输出电压

• 0.8V至4.5V的电压范围

• 高达2.5A的峰值电感放电电流

• 可编程电压，电流阈值

• ±2%阈值精度

• 高达95%效率，充电或放电

• 2.5µA就绪静态电流

• 小溶液尺寸
  3mm × 3mm × 0.75mm薄，双列扁平，无铅(TDFN)封装

需要可编程的超级电容放电电压阈值

在本应用说明中，图3中描述的参考电路提供了以下应用改进:

• 它提供了一个可编程的超级电容放电电位以及RDY状态引脚指示。

• 它解决了与超级电容器的放电速度相关的等待时间，直到超级电容器充电到最大电压完成。

• 它解决了以下热插件/输出用例。

例如:使用可拆卸电池(V(SYS))对Super cap进行涓流充电并快速断开。如果由于从V(SYS)中吸取的电荷不足，电阻在FBCH引脚处设置的最大超级上限可编程电压从未达到，则超级上限放电电路将无法调节最小V(SYS)轨道，并且由于未达到最大可编程V(超级上限)，超级上限放电周期从未激活。

对于这项研究，请考虑以下用例:

V(SYS) = 2.99V ~ 4.2V
V(SUPERCAP)范围= 1.42V至2.71V
电感放电峰值电流= 2.5A峰值

电路描述

方形块(见图3)描述了修改/添加的组件，以实现MAX38888 EV套件数据手册中提到的典型应用原理图中的可编程V放电阈值。

使用从CAP到FBCH到GND的电阻分压器设置最大超级电容器电压。由于电阻容差对电压精度有直接影响，因此这些电阻应具有1%或更好的精度。

图3示意图中，在启动过程中，由RDY引脚驱动的MOSFET栅极为低电平，即V(GS) <V(GSTHRESHOLD)，是不导电的。这使得电阻R25和MOSFET M1都不是从V(CAP)到GND的有源电阻分压器电路的一部分。使用由电阻R1、R2和R3组成的从CAP到FBCH到GND的电阻分压器来设置最大超级电容电压。将值设置为910k?对于R1，在MOSFET OFF状态下，V(CAP MAX)推导为1.7V，如下式所示

MOSFET的导通标准是V(GSTHRESHOLD) max = V(SYS_min)。最大超级电容电压由下式给出:

R2 + r3 = r1 × (v帽马克斯/0.5) - 1]

在MOSFET OFF(不导电)状态下，图3原理图的最大超级电容电压可以计算如下:

Vcap max_fet_off =

一旦电路达到1.7V的超级电容电压，RDY状态引脚被拉高，表明超级电容现在准备放电。一旦RDY引脚高且高于最小V(GSTHRESHOLD)， MOSFET M1打开并通过R1连接R25。与R25相比，RDS(ON)的大小非常小，可以忽略。

现在R25平行于R1

R25 = 1.1m ?
R1 = 910k?
R25 || R1 Req = 498k?

取代498k?在等效电阻VCAP max方程中，supercap在MOSFET ON状态下的最大放电电压为2.71V。

可编程电阻R1, R2, R3和R25值可以根据所需的超级电容最小和最大电压从0.8V到4.5V进行选择。在本应用笔记中，R1, R2, R3和R25被选择为最大2.7V的超级电容电压，同时允许超级电容从1.7V放电。

结论

在本应用笔记中，提出了一种基于超级电容的备用稳压器，具有可编程电压放电阈值，可选择电阻和MOSFET开关。超级电容的放电强度通过RDY引脚的开关状态变化来表示。这些应用程序增强缩短了产品的生产运行时间和可用性，并扩展了MAX38888的设计机会。

参考电路

MAX38888EVKIT数据表