LTC4040为您的备份电源设计添砖加瓦

此外，超级电容器也用在各种需要诸如 UPS 等大电流突发或瞬时电池备份的高峰值功率和便携式应用中。与电池相比，超级电容器外形尺寸更小，可提供峰值功率更高的突发，在更宽的工作温度范围内提供更长的充电周期寿命。通过降低电容器的 Top-off 电压并避免高温 (> 此外，超级电容器也用在各种需要诸如 UPS 等大电流突发或瞬时电池备份的高峰值功率和便携式应用中。与电池相比，超级电容器外形尺寸更小，可提供峰值功率更高的突发，在更宽的工作温度范围内提供更长的充电周期寿命。通过降低电容器的 Top-off 电压并避免高温 (>50°C)，可以最大限度延长超级电容器的寿命。

另一方面，电池可以存储大量能量，但是功率密度和功率提供能力受限。由于在电池内部发生化学反应，所以电池循环寿命有限。因此在长时间内提供适量功率时，电池是最有效的，因为从电池吸取很多安培的电流会非常快速且严重地限制其可用工作寿命。表 1 总结了超级电容器、电容器和电池之间相比较的优缺点。

 表 1：超级电容器与电容器和电池的比较 

新的备份电源解决方案

既然我们已经树立了这样的观念：超级电容器、电池和/或二者的组合可在几乎任何电子系统中用作备份电源，那么哪些是可用的 IC 解决方案呢? 答案是，凌力尔特拥有广泛的、专为满足这类应用需求而设计的 IC。

LTC4040 是一款完整的锂离子电池备份电源管理系统，面向必须在主电源故障时保持有效的 3.5V 至 5V 电源轨。电池比超级电容器提供的能量多得多，从而非常适合需要备份电源以延长工作时间的应用。LTC4040 用一个内置双向同步转换器提供高效率电池充电以及大电流、高效率备份电源。当外部电源可用时，该器件作为降压型电池充电器运行，面向单节锂离子或 LiFePO₄ 电池，同时优先为系统负载供电。当输入电源降至低于可调电源故障输入 (PFI) 门限时， LTC4040 作为升压型稳压器运行，能够从备份电池向系统输出提供高达 2.5A 电流。在电源发生故障时，该器件的 PowerPath™ 控制提供反向隔离，并在输入电源与备份电源之间实现无缝切换。 LTC4040 的典型应用包括车队和资产跟踪、汽车 GPS 数据记录仪、汽车远程信息处理系统、收费系统、安防系统、通信系统、工业备份电源以及 USB 供电设备。请见图 1 所示典型应用原理图。

图 1：具 4.22V PFI 门限的 4.5V 备份电源

LTC4040 还提供可选过压保护 (OVP) 功能，通过一个外部 FET 针对高于 60V 的输入电压保护该 IC。其可调输入电流限制功能允许用电流受限的电源工作，同时优先于电池充电电流提供系统负载电流。一个外部断接开关在备份电源工作时隔离主输入电源和系统。LTC4040 的 2.5A 电池充电器提供 8 个为锂离子和 LiFePO₄电池而优化的可选充电电压。该器件还提供输入电流监视功能、一个输入电源缺失指示器和一个系统电源缺失指示器。

结论

有些设计会要求系统无论何时 （即使主电源发生故障） 也要始终可用，那么使用备份电源就总是一个好主意。幸运的是，我们有很多 IC 选择，就像 LTC4040 一样，无论存储介质是超级电容器、电解质电容器还是电池，都可以简便地用来实现备份电源。显然，在汽车环境中的 eCall 系统情况下，如果发生事故、主电源断接，那么启用备份电源可以挽救生命。因此，一定要确保为你的 eCall 用户提供一个良好的备份电源计划。