大電容器取代備用電池

使用超級電容可降低簡單電池備份電路的成本。在欠電條件下需要電池備份切換電路的低功耗系統(tǒng)中，超級電容可以提供足夠的功率，以便在完全關(guān)斷之前維持內(nèi)存操作。

在某些應(yīng)用中，大型 （0.1F） 電容器可以取代備用電池。雖然存儲容量有限，但該電容器為低耗散設(shè)備提供了足夠的備份，在這些設(shè)備中，典型的斷電持續(xù)幾秒鐘到幾個(gè)小時(shí)。

一個(gè)簡單的實(shí)現(xiàn)方案（圖1a）將電容與電池切換IC相結(jié)合，后者監(jiān)視電源，并在電源故障或“掉電”時(shí)將負(fù)載切換到電池電壓。然而，正如下面的解釋所證明的，當(dāng)應(yīng)用于MAX690時(shí)，這種簡單的方法可能并不可靠。

電容器快速充電至 VDD-VBE。（VBR是二極管的正向壓降，約0.6V。然后，隨著大電容器繼續(xù)充電（朝向VDD），VBE和充電電流呈指數(shù)級下降，時(shí)間常數(shù)從數(shù)小時(shí)到數(shù)天不等。當(dāng)電容器達(dá)到完全充電時(shí)（通常在VDD的0.2V以內(nèi)），二極管漏電流等于電容和高阻抗輸入VBATT的漏電流之和。低漏電流電路可將電容器充電至接近VDD。

電池電壓（VBATT）與VDD的接近會(huì)產(chǎn)生問題，因?yàn)橹灰猇DD加上小失調(diào)小于VBATT，IC就會(huì)啟動(dòng)切換。電壓不足意味著電源故障，但該電路將響應(yīng)線路、負(fù)載和溫度變化引起的正常VDD波動(dòng)進(jìn)行切換。

在電容器兩端增加一個(gè)大電阻器可確保典型值V，從而解決了這一問題是壓降為0.6V，但電阻在備用條件下也會(huì)加速放電。即使是一個(gè)大的（10MΩ）電阻也能將備份時(shí)間縮短一半。

備份電路的改進(jìn)版本（圖1b）包括一個(gè)阻斷二極管（D2），防止在備份期間通過電阻放電。電阻可以更小，因?yàn)樗碾娏鲀H來自主電源。與以前一樣，該電流使二極管保持正向偏置，保持1 V的安全裕度是防止V型下垂DD供應(yīng)。您可以通過添加與D串聯(lián)的二極管來增加裕量1.

進(jìn)一步的改進(jìn)（圖1c）取代了D1與 R2和 D2與 Q1.電阻分壓器可讓您設(shè)置備用電壓 （Vx）如愿以償。

圖1.電池切換電路提供性能與成本和復(fù)雜性的關(guān)系。簡單版本 （a） 可能會(huì)過度切換。使用阻斷二極管（b）解決該問題會(huì)延遲上電后的后備保護(hù)。引入電阻分壓器（c）可讓您根據(jù)需要設(shè)置備用電壓。

審核編輯：郭婷