就備份應(yīng)用而言 超級(jí)電容器可能是優(yōu)于電池的選擇

　　一種簡(jiǎn)單的解決方案

　　LTC3226 是凌力爾特兩節(jié)超級(jí)電容器充電器系列的最新產(chǎn)品。該器件是一款無(wú)電感器的超級(jí)電容器充電器，具有備份的電源通路控制器，適用于在需要短期備份電源的應(yīng)用中使用的鋰離子或其他低壓系統(tǒng)軌。該器件具恒定輸入電流，采用低噪聲雙模式 (1x / 2x) 充電泵架構(gòu)，用 2.5V 至 5.5V 的輸入電源給兩節(jié)串聯(lián)的超級(jí)電容器充電，并充電至 2.5V 至 5.3V 的可編程電容器充電電壓。充電器的輸入電流可用電阻器編程，高達(dá) 315mA。該器件的自動(dòng)容量平衡和電壓箝位功能可保持兩節(jié)電池上的電壓相等，因而無(wú)需平衡電阻器。這保護(hù)了每節(jié)超級(jí)電容器免受過(guò)壓損壞 (否則電容或漏電流失配可能引起這種過(guò)壓損壞)，同時(shí)最大限度地降低了電容器上的漏電流。

　　LTC3226 有兩種工作模式：正常模式和備份模式。工作模式由可編程電源故障 (PFI) 比較器決定。在正常模式中 (PFI 為高電平)，功率通過(guò)一個(gè)低損耗外部 FET 理想二極管從 VIN 輸送至 VOUT，而且充電泵保持接通狀態(tài)以對(duì)超級(jí)電容器組進(jìn)行 Top-off 充電。在備份模式 (PFI 為低電平)，充電泵關(guān)斷，內(nèi)部 LDO 接通，以用超級(jí)電容器存儲(chǔ)的電荷提供 VOUT 負(fù)載電流，同時(shí)外部理想二極管防止反向電流流進(jìn) VIN。超級(jí)電容器通過(guò)內(nèi)部 LDO 提供的備份電流可高達(dá) 2A。

　　當(dāng)輸出電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，LTC3226 用非常低的 55uA 靜態(tài)電流工作。該 IC 采用纖巧的 3mm x 3mm QFN 封裝，基本充電電路需要很少的外部組件，占用空間也很小。該器件的 900kHz 高工作頻率可減小外部組件尺寸。內(nèi)部限流和熱停機(jī)電路允許該器件承受從 PROG、VOUT 或 CPO 引腳到地的持續(xù)短路而不受損壞。其他特點(diǎn)包括 CAP PGOOD 和 VIN PFO (電源故障) 輸出以及用于系統(tǒng)內(nèi)務(wù)處理的 VOUT RST 輸出。

　　LTC3226 采用緊湊的 16 引線、扁平 (0.75mm) 3mm x 3mm QFN 封裝，在 -40°C 至 125°C 的溫度范圍內(nèi)工作。　　

圖 1：LTC3226 的方框圖 / 應(yīng)用

CHARGE PUMP：充電泵

　　要構(gòu)成一個(gè)可與 LTC3226 相比的解決方案，需要非常復(fù)雜地組合多個(gè) IC：一個(gè)用于超級(jí)電容器充電的降壓 / 升壓型穩(wěn)壓器、一個(gè)用于備份電源通路的 2A LDO、一個(gè) 4 通道比較器以及用于外部“理想二極管”加監(jiān)視功能的背對(duì)背 FET，還有一個(gè)運(yùn)算放大器和各種不同的分立式組件，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)性分流和小電流平衡。另外，用戶還可以選擇一種“低價(jià)”方法，該方法僅對(duì)超級(jí)電容器充電，并提供備份控制 (不用兩個(gè)比較器和運(yùn)算放大器)，不過(guò)這種方法沒(méi)有充電電流限制、小電流平衡、電容器保護(hù)或電壓監(jiān)視功能。與更加昂貴的分立式解決方案相比，這種廉價(jià)方法可以用不那么昂貴的低值電阻器取代比較昂貴的高值電阻器和運(yùn)算放大器的組合，但這種低值電阻器消耗大量靜態(tài)電流，而且沒(méi)有為超級(jí)電容器提供過(guò)壓保護(hù) (箝位)。