電路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 - 一種掉電后備電源的設(shè)計(jì)方案

　　4 可靠關(guān)斷電路設(shè)計(jì)

　　任務(wù)完成后能可靠下電，即下電電壓迅速且是單調(diào)下降的，關(guān)斷電路的原理如圖3所示，主要包括TL431基準(zhǔn)電路，LM339運(yùn)放比較電路兩部分，通過檢測(cè)超級(jí)電容兩端電壓，與設(shè)定及比較，形成滯環(huán)，完成電路的輸出切斷，圖中滯環(huán)比較器在電容電壓小于3.5V時(shí)電路關(guān)斷。

　　圖3 關(guān)斷電路的原理圖

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　　5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　在輸出為滿載5A和空載的條件下測(cè)試，輸出與控制占空比波形、電壓紋波以及關(guān)斷電壓波形分別如圖4、圖5和圖6所示，電壓管段波形如圖7所示。

　　圖4 空載輸出波形，電壓平均值為5.0V（左）滿載輸出波形，電壓平均值為4.98V（右）

　　圖5 空載時(shí)，輸出電壓波形（2）和占空比波形（1）（左）滿載時(shí)，輸出電壓波形（2）和占空比波形（1）（右）

　　圖6 空載時(shí)，輸出電壓紋波波形（左）滿載時(shí)，輸出電壓紋波波形（右）

　　圖7 電壓關(guān)斷時(shí)的波形

　　輸出空載時(shí)，電壓為5.0V，紋波峰-峰值50mV;輸出電流5A時(shí)，電壓穩(wěn)定，為4.98V，在完整工作期間紋波峰-峰值為150mV，負(fù)載調(diào)整率小于1%，占空比調(diào)節(jié)穩(wěn)定；關(guān)斷電路工作正常，可瞬間關(guān)斷輸出，波形單調(diào)，不產(chǎn)生振蕩，超級(jí)電容從5V下降至3.5V，可供設(shè)備以5A持續(xù)供電10s，滿足設(shè)計(jì)要求。

　　6 結(jié)論

　　本文介紹了一種掉電后備電源的設(shè)計(jì)，采用超級(jí)電容作為儲(chǔ)能元件可長(zhǎng)期浮充，大電流放電，提高了使用壽命；采用升壓型拓?fù)?，?yōu)化了超級(jí)電容容量配置，可在5V@5A條件下，持續(xù)工作10s，并在電容因欠壓停止工作時(shí)，可迅速關(guān)斷輸出，輸出電壓?jiǎn)握{(diào)下降，不產(chǎn)生振蕩，滿足了大多數(shù)設(shè)備的需求。