双向DC/DC稳压器和超级电容器充电器

LTC®3110 双向降压-升压型 DC/DC 稳压器在存在一个总线电压 （例如 3.3V） 时对一个超级电容器进行充电和平衡，并在总线发生故障时将该超级电容器放电至负载。LTC3110 保持总线的标称电平 （在图 3 的示例中为 3.1V），即使超级电容器电压高于或低于标称总线电压也是如此。以这种方式支持负载可以在电源中断期间备份和保留数据，这在各种工业和汽车应用中非常重要。

薄型数据备份电源

工业和汽车应用的特点是缺乏稳定、高质量的电压源。在汽车环境中，12V标称电压轨在冷启动和负载突降期间可以从4V变为40V以上。工厂和工厂中使用的 24V 设备总线仅因循环电动机和螺线管而遭受电压尖峰和掉电。

然而，工业应用与消费电子产品有一些共同点：便携性和移动性增加的趋势。现代工业设备内部的电子设备空间越来越有限。数据存储单元的体积，特别是厚度，在工业组件和模块中非常宝贵。考虑到这一点，本文的解决方案旨在最小化所选组件的轮廓。表1显示了两个无源元件组选项，按厚度排列：1mm和2.5mm。所需的半导体部件未列出，因为控制器、MOSFET 和电阻器的厚度不超过 1mm。

图2显示了一种薄型储能解决方案，用于数据备份或无线数据传输，在输入电压在4V至40V的极宽范围内变化，并可能出现输入电压中断的情况下。

该解决方案使用两个转换器来产生完整的工业/汽车应用。该转换器基于 LTC3110 超级电容器充电器 （SCCH），可在输入电压存在时为存储电容器充电，并在电源中断期间提供一个稳定的系统输出。在正常工作条件下，当存在一个 4V 至 40V 输入电源时，敏感的电子负载和 LTC3110 由一个基于 LT8608 的降压型转换器 （SDC） 提供支持。

LT®8608 是一款低静态电流、高效率、高度集成的同步降压型转换器，具有一个 3V 至 42V 的宽输入电压范围。其 42V 上限最大限度地减少了系统保护电路所需的体积，实际上消除了对传统瞬态电压抑制二极管 （TVS） 的需求。SDC 将系统电压保持在 3.3V 母线轨限值内。

如果输入电压断开，SCCH接管，为稳定的3.3V电源轨供电。在正常情况下，LT8608 为系统总线提供 3.5V 电压;LTC3110 在记录一个电源故障并支持负载时提供 3.2V 电压。这些电源电压完全在3.3V逻辑电源的建议限值之内。CHRG标志可用于提醒数字系统断开不必要的负载并开始数据备份或无线传输。

图 3 显示了切换过程的开始;输入电压断开后，SDC 在 SCCH 导通时关闭。

结论

LTC®3110 是一款高度集成的高性能超级电容器充电器和平衡器，可在汽车和工业应用中用于数据保留和备份的扁平解决方案中实现。

审核编辑：郭婷