如何利用超級電容設計簡(jiǎn)單的不間斷電源

芻狗

在許多應用中，電源電壓無(wú)論在什么情況下都持續可用是很重要的。要確保這一點(diǎn)有時(shí)并不容易。一種新概念可以為設計極其緊湊的不間斷電源提供一種優(yōu)化解決方案。

問(wèn)題:

在電源關(guān)鍵型應用中，如何更輕松地獲得持續、可靠的電源？

答案:

在許多應用中，電源電壓無(wú)論在什么情況下都持續可用是很重要的。要確保這一點(diǎn)有時(shí)并不容易。一種新概念可以為設計極其緊湊的不間斷電源提供一種優(yōu)化解決方案。

有多種應用需要不間斷電源。一個(gè)例子是用于冗余數據存儲的RAID系統，必須對其進(jìn)行保護，從而在不方便的時(shí)候（如數據備份活動(dòng)期間）發(fā)生電源故障時(shí)不會(huì )丟失數據。具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘的系統，也必須為其連續供電。這可以來(lái)自電池或其他備用解決方案。其他應用包括汽車(chē)行業(yè)的遙測應用和給藥系統——例如醫療健康行業(yè)使用的受控胰島素泵。

圖1.不間斷電源的典型應用

圖1顯示了不間斷電源的典型工業(yè)應用。這里是為工業(yè)傳感器供電。系統的可靠性主要取決于該傳感器的電源。當系統電壓可用時(shí)，使用線(xiàn)性充電調節器IC來(lái)為超級電容充電。如果系統電壓下降，則使用升壓調節器將來(lái)自?xún)δ芟到y的能量提高至所需的電源電壓水平。該系統工作良好，但因為需要許多不同的能量轉換器而難以實(shí)現。此外，在許多應用中，必須確保沒(méi)有能量從儲能系統流回電源（如圖1所示）。如圖1所示，超級電容只應當為傳感器電路供電，而不為任何其他可能連接到24 V線(xiàn)路的電子設備供電（如圖1左側所示）。儲能系統通常設計為為本地負載供電，而不是為連接到24 V電源電壓的整個(gè)系統供電。這就需要圖1中的二極管D。

圖2.集成眾多系統功能的Continua備用電源概念

圖2顯示了ADI公司的 MAX38889 所支持的一種新概念。這是一款高度集成的備用電源解決方案，名為Continua™，適用于最高5 V的電源軌，只需一個(gè)IC和幾個(gè)外部無(wú)源元件。MAX38889集成了半橋，可在高效率降壓和升壓模式下交替工作。找元器件現貨上唯樣商城!

圖3.利用ADI公司的MAX38889實(shí)現微型Continua備用電源解決方案

圖3顯示了一個(gè)完整的可運行電路。邏輯開(kāi)關(guān)和功率開(kāi)關(guān)全都集成于其中，因此除了超級電容之外，只需要一個(gè)小型外部芯片級電感和幾個(gè)備用電容。

集成的高端功率開(kāi)關(guān)采用ADI公司的True Shutdown™技術(shù)來(lái)執行。因此，系統電壓可以與電容電壓分離，如果電容電壓更高，不會(huì )有電流從電容流向系統。

雖然市場(chǎng)上有大量針對各種電壓和電流范圍的備用電源解決方案，但MAX38889 Continua是一款獨特的備用電源解決方案，其設計緊湊，可以輕松添加到5 V或3.3 V電源線(xiàn)上，所需的開(kāi)發(fā)和實(shí)施工作量非常少。該解決方案在充電和放電模式下還具有高達94%的高轉換效率，儲能系統的尺寸和成本得以最小化。