如何實現(xiàn)超級電容器完全耗盡電能

當為用于固態(tài)驅(qū)動器（SSD）或便攜式醫(yī)療系統(tǒng)等備用電源系統(tǒng)的超級電容器充電時，該超級電容器的值、尺寸及成本與要求的保持時間是成正比的。一旦用戶從輸入電源移除系統(tǒng)，并且運行切換到該超級電容器，您的系統(tǒng)就需要最少的運行時間了。目的是使該超級電容器的大小剛好足夠在您的系統(tǒng)把關(guān)鍵信息寫入非易失性存儲器并關(guān)閉所需的時間里為該系統(tǒng)供電。但給該超級電容器定尺寸并不是您唯一的挑戰(zhàn)。

因為該超級電容器的電壓會有所變化，所以在該超級電容器和系統(tǒng)電源電壓軌之間需要電源。由于超級電容器的額定電壓通常只有幾伏，因此需要步升轉(zhuǎn)換器來將該電壓提升至3.3V、5V或12V系統(tǒng)軌。如果您僅僅想讓自己的超級電容器放電至2.5V，那么這種雙向備用電源解決方案將非常適合置于該超級電容器和系統(tǒng)軌之間。

但若是讓該超級電容器只放電到2.5V，那么當系統(tǒng)關(guān)閉后會把相當多的電能留在該超級電容器中。儲存在超級電容器里的電能等于? CV2。例如，通過您的輸入電源將1F超級電容器充電至5V，讓其只放電到2.5V時從該電容器中汲取的電能大約是9.4J。但如果剛才提到的超級電容器因給系統(tǒng)供電使自己的電壓降至0.7V，那么從該電容器中汲取的電能大約是12.2J —— 汲取的電能增加了30％以上！

具有TPS61088的低輸入電壓大電流升壓轉(zhuǎn)換器TI Designs參考設(shè)計展示了一種簡單的設(shè)計，可從超級電容器或其它極低輸入電壓源（如單節(jié)堿性電池或鎳電池）中汲取更多的電能。大功率TPS61088步升轉(zhuǎn)換器可完成將超級電容器的電能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)電壓軌的重任。微型小功率TLV61220步降轉(zhuǎn)換器則可提供偏置電壓來為TPS61088供電。這種小型的低成本附加電路是從您的超級電容器中汲取幾乎所有電能的關(guān)鍵。圖1示出了該系統(tǒng)的基本方框圖。

圖1：通過用小功率TLV61220為大功率TPS61088供電，PMP9772參考設(shè)計可完全耗盡超級電容器或電池中的電能

對于您的SSD或便攜式系統(tǒng)，請通過讓您的超級電容器完全耗盡電能而使其得到充分利用。一種微型低成本升壓轉(zhuǎn)換器可從相同尺寸的超級電容器中汲取30％以上的電能。您還想讓哪些其它系統(tǒng)耗盡所有電能呢？