如何利用超級電容設計簡單的不間斷電源
發布時間:2023-03-17 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】在(zai)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)中(zhong),電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)無(wu)論(lun)在(zai)什(shen)麼(me)情(qing)況(kuang)下(xia)都(dou)持(chi)續(xu)可(ke)用(yong)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。要(yao)確(que)保(bao)這(zhe)一(yi)點(dian)有(you)時(shi)並(bing)不(bu)容(rong)易(yi)。一(yi)種(zhong)新(xin)概(gai)念(nian)可(ke)以(yi)為(wei)設(she)計(ji)極(ji)其(qi)緊(jin)湊(cou)的(de)不(bu)間(jian)斷(duan)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)優(you)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
問題:
在電源關鍵型應用中,如何更輕鬆地獲得持續、可靠的電源?
答案:
在(zai)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)中(zhong),電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)無(wu)論(lun)在(zai)什(shen)麼(me)情(qing)況(kuang)下(xia)都(dou)持(chi)續(xu)可(ke)用(yong)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。要(yao)確(que)保(bao)這(zhe)一(yi)點(dian)有(you)時(shi)並(bing)不(bu)容(rong)易(yi)。一(yi)種(zhong)新(xin)概(gai)念(nian)可(ke)以(yi)為(wei)設(she)計(ji)極(ji)其(qi)緊(jin)湊(cou)的(de)不(bu)間(jian)斷(duan)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)優(you)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
有多種應用需要不間斷電源。一個例子是用於冗餘數據存儲的RAID係統,必須對其進行保護,從而在不方便的時候(如數據備份活動期間)發(fa)生(sheng)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)時(shi)不(bu)會(hui)丟(diu)失(shi)數(shu)據(ju)。具(ju)有(you)實(shi)時(shi)時(shi)鍾(zhong)的(de)係(xi)統(tong),也(ye)必(bi)須(xu)為(wei)其(qi)連(lian)續(xu)供(gong)電(dian)。這(zhe)可(ke)以(yi)來(lai)自(zi)電(dian)池(chi)或(huo)其(qi)他(ta)備(bei)用(yong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)包(bao)括(kuo)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)遙(yao)測(ce)應(ying)用(yong)和(he)給(gei)藥(yao)係(xi)統(tong)——例如醫療健康行業使用的受控胰島素泵。
圖1.不間斷電源的典型應用
圖1xianshilebujianduandianyuandedianxinggongyeyingyong。zhelishiweigongyechuanganqigongdian。xitongdekekaoxingzhuyaoqujueyugaichuanganqidedianyuan。dangxitongdianyakeyongshi,shiyongxianxingchongdiantiaojieqiIC來lai為wei超chao級ji電dian容rong充chong電dian。如ru果guo係xi統tong電dian壓ya下xia降jiang,則ze使shi用yong升sheng壓ya調tiao節jie器qi將jiang來lai自zi儲chu能neng係xi統tong的de能neng量liang提ti高gao至zhi所suo需xu的de電dian源yuan電dian壓ya水shui平ping。該gai係xi統tong工gong作zuo良liang好hao,但dan因yin為wei需xu要yao許xu多duo不bu同tong的de能neng量liang轉zhuan換huan器qi而er難nan以yi實shi現xian。此ci外wai,在zai許xu多duo應ying用yong中zhong,必bi須xu確que保bao沒mei有you能neng量liang從cong儲chu能neng係xi統tong流liu回hui電dian源yuan(如圖1所示)。如圖1所示,超級電容隻應當為傳感器電路供電,而不為任何其他可能連接到24 V線路的電子設備供電(如圖1左側所示)。儲能係統通常設計為為本地負載供電,而不是為連接到24 V電源電壓的整個係統供電。這就需要圖1中的二極管D。
圖2.集成眾多係統功能的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™,適用於最高5 V的電源軌,隻需一個IC和幾個外部無源元件。MAX38889集成了半橋,可在高效率降壓和升壓模式下交替工作。
圖3.利用ADI公司的MAX38889實現微型Continua備用電源解決方案
圖3顯(xian)示(shi)了(le)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)可(ke)運(yun)行(xing)電(dian)路(lu)。邏(luo)輯(ji)開(kai)關(guan)和(he)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)全(quan)都(dou)集(ji)成(cheng)於(yu)其(qi)中(zhong),因(yin)此(ci)除(chu)了(le)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)之(zhi)外(wai),隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)小(xiao)型(xing)外(wai)部(bu)芯(xin)片(pian)級(ji)電(dian)感(gan)和(he)幾(ji)個(ge)備(bei)用(yong)電(dian)容(rong)。
集成的高端功率開關采用ADI公司的True Shutdown™技術來執行。因此,係統電壓可以與電容電壓分離,如果電容電壓更高,不會有電流從電容流向係統。
雖然市場上有大量針對各種電壓和電流範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,可以輕鬆添加到5 V或3.3 V電源線上,所需的開發和實施工作量非常少。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,儲能係統的尺寸和成本得以最小化。
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