基于单IC超级电容器的电源备份解决方案

超级电容器用于越来越多的需要现成的应用 备用能源，可以在常规时调用以提供短期电力 输入功率丢失。在这些应用中，超级电容器具有许多优点 超过电池等传统储能设备，包括低维护 要求，几乎无限的循环寿命和低有效串联电阻。LTC3226 通过 单IC解决方案，在输入功率可用时为超级电容器充电，然后 当标称输入功率发生故障时，将能量从超级电容器输送到负载。

描述

图1所示为典型的3.3V备用电源 其中主电源的应用 从输入源到负载的路径 通过外部PFET。只要 当输入电源可用时，LTC3226 将超级电容器堆栈保持在 完全 5V 充电。如果输入电压下降 低于3.15V，1.2F超级电容器组 成为电源，支持 2A 负载 在 3.3V 下持续 600ms（见图 2）。实现 从主电源无缝过渡 备份存储需要四个主体 电路元件：A双模（1×/2×） 带自动电池平衡的电荷泵 和电池电压钳，一个 LDO 至 在备份期间提供负载电流， 理想的二极管控制器，可防止 反向驱动输入电源的LDO， 以及一个电源故障比较器 检测低于以下的输入电压阈值 需要启动备份。

图1.3.3V备用电源

图2.3.3V备用电源时序图

双模恒定频率 （900kHz） 低噪声电荷泵电荷 超级电容器堆栈到外部 编程目标电压。输入电流 电荷泵由 PROG 引脚之间的外部电阻器 和GND。在充电开始时 周期，当CPO引脚电压小于 V在，电荷泵以 1× 模式工作， 就像一个传递元素，电荷 电流大约等于 编程输入电流。作为 CPO 引脚 电压上升到V的200mV以内在这 电荷泵进入2×模式（电压 倍增器），充电电流降至 编程输入电流的一半。

超级电容器的局限性之一 电池电压低，典型值为 2.7V，需要 两个电池的串联连接，用于 5V 应用。由于超级电容器 由于泄漏而有更多的自放电 与大多数电池相比，它们需要电池 平衡以防止过度充电 串联电容器之一。The LTC3226 电荷泵配有有源 平衡电路，从而消除了 需要外部平衡电阻器。 但是，由于该平衡器具有有限的 拉电流和灌电流能力，电荷 泵配有电压夹 持续监控电池的电路 充电过程中的电压和 防止电池过度充电。

快速比较器可检测 输入电压低得令人无法接受 并启用 LDO 为以下 来自超级电容器的负载。这 电源故障阈值已编程 通过外部电阻分压器通过 PFI 引脚。PFI比较器的输出 驱动 PFO 引脚上的漏极开路输出以指示输入状态 源。一个外部电阻分压器，用于 LDO_FB引脚设置 LDO 输出电压。

结论

LTC3226 可实现基于无缝超级电容器 备用电源解决方案 通过集成功能： 电荷泵、LDO 和理想 紧凑型扁平二极管控制器 3mm × 3mm 16 引脚 QFN 封装。其 50μA 低静态电流和小电流 占地面积使其特别适合 对于电池供电应用，如 以及需要保护的 3.3V 系统 从短暂的电源中断。

审核编辑：郭婷