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如何使用超级电容可以降低简单备用电池电路的成本

来源:analog 发布时间:2023-08-11

摘要: 使用超级电容可以降低简单备用电池电路的成本。在低功率系统中,在停电条件下需要备用电池切换电路,超级电容器可以在完全关闭之前提供足够的功率来维持存储器操作。

使用超级电容可以降低简单备用电池电路的成本。在低功率系统中,在停电条件下需要备用电池切换电路,超级电容器可以在完全关闭之前提供足够的功率来维持存储器操作。

在某些应用中,一个大的(0.1F)电容器可以代替你的备用电池。虽然存储容量有限,但该电容器为低耗散设备提供了足够的备份,在这些设备中,典型的停电时间从几秒钟到几个小时不等。

一个简单的实现(图1a)将电容器与电池切换ic结合起来,电池切换ic是一种监控电源并在电源故障或“变暗”时将负载切换到电池电压的设备。然而,正如下面的解释所证明的,当应用于MAX690时,简单的方法可能是不可靠的。

电容器迅速充电至V(DD)-V(BE)。(V(BR)是二极管的正向压降,约0.6V。)V(BE)和充电电流随着大电容器继续充电(向V(DD)方向)呈指数下降,时间常数从数小时到数天不等。当电容器充满电时(通常在0.2V的V(DD)内),二极管泄漏等于进入电容器和高阻抗输入V(BATT)的泄漏之和。低漏电电路可以将电容充电到接近V(DD)。

电池电压(V(BATT))接近V(DD)产生了一个问题,因为每当V(DD)加上一个小偏移小于V(BATT)时,IC就会启动切换。切换意味着电源故障,但该电路将响应由线路、负载和温度变化引起的正常V(DD)波动而切换。

在电容器上增加一个大的电阻解决了这个问题,保证了典型的0.6V的V(BE)下降,但电阻也加速了后备条件下的放电。即使是一个大的(10毫欧)电阻削减备份时间的一半。

备份电路的改进版本(图1b)包括一个阻塞二极管(D(2)),防止在备份期间通过电阻放电。电阻器可以更小,因为它的电流只来自主电源。和以前一样,该电流使二极管保持正向偏置,保持一个V(BE)的安全裕度,以防止V(DD)电源的下垂。您可以通过将二极管与D(1)串联来增加余量。

进一步的改进(图1c)用R(2)代替D(1),用Q(1)代替D(2)。电阻分压器可以让您设置备份电压(V(x))所需。


图1所示 电池转换电路提供性能与成本和复杂性。简单版本(a)可能切换过度。用阻塞二极管(b)解决这个问题会延迟上电后的备份保护。引入电阻分压器(c)可以让您设置所需的备用电压。



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