使用可充電鎳鎘電池的完整備用電池解決方案

電池供電的系統(tǒng)，包括筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理 （PDA） 和便攜式儀器，需要備份系統(tǒng)在更換主電池時(shí)保持內(nèi)存活動(dòng)。最常見(jiàn)的解決方案是使用昂貴的不可充電鋰電池。此解決方案需要低電量檢測(cè)，需要訪問(wèn)電池并導(dǎo)致無(wú)意中取出電池。LTC?1558 電池備份控制器允許使用單節(jié)低成本 1.2V 可再充電鎳鎘 （NiCd） 電池，從而消除了這些問(wèn)題。LTC1558 具有一個(gè)內(nèi)置的快速 / 涓流模式充電器，該充電器可在主電源存在時(shí)為 NiCd 電池充電。

圖 1 示出了采用 LTC1558-3.3 為一個(gè) LTC1435 同步降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供備用電源的典型應(yīng)用電路。備用電路組件包括鎳鎘電池R11–R14、C11–C12、L11和Q11。SW11 和 R15 提供軟復(fù)位或硬復(fù)位功能。

圖1.LTC1558 備份系統(tǒng)，采用 LTC1435 作為主系統(tǒng)穩(wěn)壓器。

正常模式（由主電池操作）

在正常工作期間，LTC1435 由主電池供電，主電池的范圍可以是 4.5V 至 10V （例如，2 串聯(lián)或 2 串聯(lián)× 2 并聯(lián)鋰離子電池組等），并產(chǎn)生 3.3V 系統(tǒng)輸出。LTC1558 在待機(jī)模式下工作。在待機(jī)模式下，LTC1558 BKUP （后備）引腳被拉低，P 溝道 MOSFET Q11 接通。NiCd 電池通過(guò)一個(gè) 15mA 電流源快速充電，該電流源連接在 LTC1558 的 V 之間抄送和軟件引腳。一旦 NiCd 電池完全充電 （根據(jù) LTC1558 的氣體計(jì)計(jì)數(shù)器），LTC1558 就會(huì)對(duì) NiCd 電池進(jìn)行涓流充電。R14 根據(jù)公式 I 設(shè)置涓流充電電流（涓涓細(xì)流）= 10 ? （V鎳鎘– 0.5）/R14。涓流充電電流的設(shè)置是為了克服鎳鎘電池的自放電電流，從而保持電池的完全充電。

備份模式（使用備用電池操作）

主電池電壓通過(guò)電阻分壓器 R11–R12 按比例縮小，并由 LTC1558 通過(guò) FB 引腳進(jìn)行監(jiān)視。如果FB引腳上的電壓下降到低于內(nèi)部7.5V基準(zhǔn)電壓1.272%（由于放電或更換主電池），系統(tǒng)將進(jìn)入備份模式。在備份模式中，LTC1558 的內(nèi)部開(kāi)關(guān)和 L11 構(gòu)成一個(gè)同步升壓型轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可在 V 時(shí)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的 4V.BAK.LTC1435 采用該電源電壓運(yùn)作以產(chǎn)生 3.3V 輸出電壓。BKUP引腳被R13拉高，Q11關(guān)斷，使其體二極管反向偏置。BKUP 引腳還會(huì)向系統(tǒng)微處理器發(fā)出警報(bào)。C11是一款47μ F電容，提供低阻抗旁路以處理升壓轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)負(fù)載電流;否則，NiCd 電池內(nèi)部電阻兩端的壓降將激活 LTC1558 的欠壓鎖定功能。表 1 顯示了 V 的幾個(gè)值FB與 V.BAK電壓。圖2顯示了3.3V輸出時(shí)可用的最大輸出功率與NiCd電池電壓的關(guān)系。對(duì)于大于100V的NiCd電池電壓，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)1mW的輸出功率。圖3顯示了使用三洋Cadnica N-3AA電池（容量為3mAhrs的標(biāo)準(zhǔn)系列）的備份時(shí)間與110.110V負(fù)載電流的關(guān)系。對(duì)于小于 80mW 的 3.3V 輸出功率，可實(shí)現(xiàn)超過(guò) <> 小時(shí)的備份時(shí)間。

圖2.3.3V輸出功率與備用電池電壓的關(guān)系。

圖3.備份時(shí)間與3.3V輸出負(fù)載電流的關(guān)系

從備份模式恢復(fù)到正常模式

當(dāng)新的主電池組插入系統(tǒng)時(shí)，Q11的體二極管正向偏置。一旦FB引腳上的電壓增加到V以下6%以上裁判，升壓轉(zhuǎn)換器被禁用，系統(tǒng)返回正常模式。BKUP 引腳拉低并重新打開(kāi) Q11。這允許新電池組為 LTC1435 提供輸入電源。LTC1558 現(xiàn)在通過(guò)內(nèi)部充電器和氣表計(jì)數(shù)器準(zhǔn)確地補(bǔ)充從 NiCd 電池中移除的電荷量。

審核編輯：郭婷