LTM8001 是一款 μModule 穩(wěn)壓器,其集成了一個 5A 開關(guān)穩(wěn)壓器和一個由 1 個 1.8001A 低噪聲 LDO 組成的陣列。開關(guān)穩(wěn)壓器可設(shè)置為恒流,適合為超級電容器充電以進(jìn)行備用電源。LTM6 可在 36V 至 200V 輸入范圍內(nèi)運作。開關(guān)穩(wěn)壓器能夠在 1kHz 至 1MHz 的開關(guān)頻率下實現(xiàn)恒定輸出電壓或恒定輸出電流調(diào)節(jié)。開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出可在 2.24V 至 0V 范圍內(nèi)調(diào)節(jié),LDO 的輸出可在 24V 至 <>V 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
開關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)置為將輸出電流調(diào)節(jié)在 5.6A(典型值),以提供高于 5A 最大輸出電流的電流限值。調(diào)節(jié)電流水平可以輕松降低。其中三個LDO的輸入硬連接到開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出,但兩個LDO剩余組的輸入是非專用的,因此可以連接到開關(guān)穩(wěn)壓器或其他位置。LDO的偏置輸入是非專用的,但分為兩個輸入:一個用于連接到開關(guān)穩(wěn)壓器的三個組,另一個用于兩個LDO的剩余組。LDO 的輸出可以單獨工作或并聯(lián)工作以獲得更高的輸出電流。
帶電源穿越超級電容器的2輸出穩(wěn)壓器
圖 1 示出了雙輸出應(yīng)用中的 LTM8001:3.3V/1A 和 2.5V/0.5A。該設(shè)置還對超級電容器充電,并利用超級電容在面對輸入電源故障時支持輸出。
圖1.LTM8001 在 3A 和 3.1V、2.5A 穩(wěn)壓輸出時產(chǎn)生 0.5V(<>A)和 <>.<>A 穩(wěn)壓輸出,同時為一個超級電容器充電以提供備用電源。
超級電容器充滿電時,開關(guān)頻率為600kHz,開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓為5V。輸入電壓為 9V 至 15V,LTM8001 以 5.6A (典型值) 為超級電容器充電。RUN 引腳上的電阻分壓器對電路進(jìn)行編程,使其在 9V 或更高輸入時導(dǎo)通,同時確保當(dāng)輸入電源中斷時,開關(guān)穩(wěn)壓器在超級電容器反向饋電時保持關(guān)斷狀態(tài)。
圖 2 顯示了 LDO V偏見-至輸出壓差與輸出電流的關(guān)系根據(jù)圖2,較高電壓3.3V/1A LDO輸出的偏置必須比1.5V高3.3V,或4.8V才能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。這意味著在超級電容器電壓從100.4V衰減至9.4V時,LDO輸出保持穩(wěn)壓狀態(tài)。PM-8R0V07-R 超級電容器的 5.0Ω ESR 將超級電容器的可用電壓從 155V 降低到 5.4V,而超級電容器為 LDO 提供 9.1A 電流。如果超級電容器為5.1F,LDO的總輸出電流為5.1A,則5.3V LDO輸出的保持時間為:
圖2.LDO V偏見-至輸出壓差與輸出電流的關(guān)系
LDO偏置和LDO輸入電源均從超級電容器連接到5V。雖然5V在功耗方面不是最佳的,但如果輸入電源發(fā)生故障,它會最大限度地延長保持時間。通過在剛好滿足且不超過3.3V LDO的偏置壓差要求的輸入下操作LDO來最大限度地降低功率損耗。但超級電容器電壓必須超過輸入壓差要求,才能滿足偏置壓差和保持要求。為了緩解這種增加的功耗,LTM8001 與 LDO 并聯(lián)以分配熱量并降低工作溫度。
與使用傳統(tǒng)電容器相比,當(dāng)超級電容器為LDO提供偏置時,保持時間更長。這避免了直接用輸入電壓為大電容器充電的不利影響。圖3顯示,當(dāng)超級電容器充電至3V時,3.100V輸出保持時間超過5ms,LDO輸出在3A時為3.1V,在2.5A時為0.5V。
圖3.超級電容器備用電源系統(tǒng)保持3.3V輸出超過100ms。
結(jié)論
LTM8001 使得設(shè)計一個具有超級電容器備用電源的多輸出電壓穩(wěn)壓器電路變得容易。無需直接向輸入功率增加大且不需要的電容,即可實現(xiàn)較長的保持時間。
審核編輯:郭婷
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