如何利用超級電容設計簡單的不間斷電源
發布時間:2023-03-17 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】在zai許xu多duo應ying用yong中zhong,電dian源yuan電dian壓ya無wu論lun在zai什shen麼me情qing況kuang下xia都dou持chi續xu可ke用yong是shi很hen重zhong要yao的de。要yao確que保bao這zhe一yi點dian有you時shi並bing不bu容rong易yi。一yi種zhong新xin概gai念nian可ke以yi為wei設she計ji極ji其qi緊jin湊cou的de不bu間jian斷duan電dian源yuan提ti供gong一yi種zhong優you化hua解jie決jue方fang案an。
問題:
在電源關鍵型應用中,如何更輕鬆地獲得持續、可靠的電源?
答案:
在zai許xu多duo應ying用yong中zhong,電dian源yuan電dian壓ya無wu論lun在zai什shen麼me情qing況kuang下xia都dou持chi續xu可ke用yong是shi很hen重zhong要yao的de。要yao確que保bao這zhe一yi點dian有you時shi並bing不bu容rong易yi。一yi種zhong新xin概gai念nian可ke以yi為wei設she計ji極ji其qi緊jin湊cou的de不bu間jian斷duan電dian源yuan提ti供gong一yi種zhong優you化hua解jie決jue方fang案an。
有多種應用需要不間斷電源。一個例子是用於冗餘數據存儲的RAID係統,必須對其進行保護,從而在不方便的時候(如數據備份活動期間)發fa生sheng電dian源yuan故gu障zhang時shi不bu會hui丟diu失shi數shu據ju。具ju有you實shi時shi時shi鍾zhong的de係xi統tong,也ye必bi須xu為wei其qi連lian續xu供gong電dian。這zhe可ke以yi來lai自zi電dian池chi或huo其qi他ta備bei用yong解jie決jue方fang案an。其qi他ta應ying用yong包bao括kuo汽qi車che行xing業ye的de遙yao測ce應ying用yong和he給gei藥yao係xi統tong——例如醫療健康行業使用的受控胰島素泵。
圖1.不間斷電源的典型應用
圖1顯xian示shi了le不bu間jian斷duan電dian源yuan的de典dian型xing工gong業ye應ying用yong。這zhe裏li是shi為wei工gong業ye傳chuan感gan器qi供gong電dian。係xi統tong的de可ke靠kao性xing主zhu要yao取qu決jue於yu該gai傳chuan感gan器qi的de電dian源yuan。當dang係xi統tong電dian壓ya可ke用yong時shi,使shi用yong線xian性xing充chong電dian調tiao節jie器qiIC來(lai)為(wei)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)。如(ru)果(guo)係(xi)統(tong)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang),則(ze)使(shi)用(yong)升(sheng)壓(ya)調(tiao)節(jie)器(qi)將(jiang)來(lai)自(zi)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)量(liang)提(ti)高(gao)至(zhi)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping)。該(gai)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)良(liang)好(hao),但(dan)因(yin)為(wei)需(xu)要(yao)許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)而(er)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)。此(ci)外(wai),在(zai)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)中(zhong),必(bi)須(xu)確(que)保(bao)沒(mei)有(you)能(neng)量(liang)從(cong)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)流(liu)回(hui)電(dian)源(yuan)(如圖1所示)。如圖1所示,超級電容隻應當為傳感器電路供電,而不為任何其他可能連接到24 V線路的電子設備供電(如圖1左側所示)。儲能係統通常設計為為本地負載供電,而不是為連接到24 V電源電壓的整個係統供電。這就需要圖1中的二極管D。
圖2.集成眾多係統功能的Continua備用電源概念
圖2顯示了ADI公司的 MAX38889 所支持的一種新概念。這是一款高度集成的備用電源解決方案,名為Continua™,適用於最高5 V的電源軌,隻需一個IC和幾個外部無源元件。MAX38889集成了半橋,可在高效率降壓和升壓模式下交替工作。
圖3.利用ADI公司的MAX38889實現微型Continua備用電源解決方案
圖3顯xian示shi了le一yi個ge完wan整zheng的de可ke運yun行xing電dian路lu。邏luo輯ji開kai關guan和he功gong率lv開kai關guan全quan都dou集ji成cheng於yu其qi中zhong,因yin此ci除chu了le超chao級ji電dian容rong之zhi外wai,隻zhi需xu要yao一yi個ge小xiao型xing外wai部bu芯xin片pian級ji電dian感gan和he幾ji個ge備bei用yong電dian容rong。
集成的高端功率開關采用ADI公司的True Shutdown™技術來執行。因此,係統電壓可以與電容電壓分離,如果電容電壓更高,不會有電流從電容流向係統。
雖然市場上有大量針對各種電壓和電流範圍的備用電源解決方案,但MAX38889 Continua是一款獨特的備用電源解決方案,其設計緊湊,可以輕鬆添加到5 V或3.3 V電源線上,所需的開發和實施工作量非常少。該解決方案在充電和放電模式下還具有高達94%的高轉換效率,儲能係統的尺寸和成本得以最小化。
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