就应用而言 超级电容器可能是优于电池的选择

器的容量平衡。然而，镇流电阻器的值越小，静态电流就越大，电池运行时间就越短;当然，其显而易见的好处是节省了成本。不过，这种方法实现起来非常笨重，而且性能不高。

任何可高效地满足上述小到中电流超级电容器充电器 IC 设计限制的解决方案都会包括一个面向两节串联超级电容器和基于充电泵的充电器以及自动容量平衡和电压箝位。凌力尔特已经为这类应用开发出了一个简单但尖端的单片超级电容器充电器 IC，该 IC 不需要电感器，也不需要平衡电阻器，提供了反向隔离，并有多种工作模式，而且静态电流还很低。

一种简单的解决方案

LTC3226 是凌力尔特两节超级电容器充电器系列的最新产品。该器件是一款无电感器的超级电容器充电器，具有备份的电源通路控制器，适用于在需要短期备份电源的应用中使用的锂离子或其他低压系统轨。该器件具恒定输入电流，采用低噪声双模式 (1x / 2x) 充电泵架构，用 2.5V 至 5.5V 的输入电源给两节串联的超级电容器充电，并充电至 2.5V 至 5.3V 的可编程电容器充电电压。充电器的输入电流可用电阻器编程，高达 315mA。该器件的自动容量平衡和电压箝位功能可保持两节电池上的电压相等，因而无需平衡电阻器。这保护了每节超级电容器免受过压损坏 (否则电容或漏电流失配可能引起这种过压损坏)，同时最大限度地降低了电容器上的漏电流。

LTC3226 有两种工作模式：正常模式和备份模式。工作模式由可编程电源故障 (PFI) 比较器决定。在正常模式中 (PFI 为高电平)，功率通过一个低损耗外部 FET 理想二极管从 VIN 输送至 VOUT，而且充电泵保持接通状态以对超级电容器组进行 Top-off 充电。在备份模式 (PFI 为低电平)，充电泵关断，内部 LDO 接通，以用超级电容器存储的电荷提供 VOUT 负载电流，同时外部理想二极管防止反向电流流进 VIN。超级电容器通过内部 LDO 提供的备份电流可高达 2A。

当输出电压处于稳定状态时，LTC3226 用非常低的 55uA 静态电流工作。该 IC 采用纤巧的 3mm x 3mm QFN 封装，基本充电电路需要很少的外部组件，占用空间也很小。该器件的 900kHz 高工作频率可减小外部组件尺寸。内部限流和热停机电路允许该器件承受从 PROG、VOUT 或 CPO 引脚到地的持续短路而不受损坏。其他特点包括 CAP PGOOD 和 VIN PFO\ (电源故障) 输出以及用于系统内务处理的 VOUT RST\ 输出。

LTC3226 采用紧凑的 16 引线、扁平 (0.75mm) 3mm x 3mm QFN 封装，在 -40?C 至 125?C 的温度范围内工作。

图 1：LTC3226 的方框图 / 应用

CHARGE PUMP：充电泵

要构成一个可与 LTC3226 相比的解决方案，需要非常复杂地组合多个 IC：一个用于超级电容器充电的降压 / 升压型稳压器、一个用于备份电源通路的 2A LDO、一个 4 通道比较器以及用于外部“理想二极管”加监视功能的背对背 FET，还有一个运算放大器和各种不同的分立式组件，以实现保护性分流和小电流平衡。另外，用户还可以选择一种“低价”方法，该方法仅对超级电容器充电，并提供备份控制 (不用两个比较器和运算放大器)，不过这种方法没有充电电流限制、小电流平衡、电容器保护或电压监视功能。与更加昂贵的分立式解决方案相比，这种廉价方法可以用不那么昂贵的低值电阻器取代比较昂贵的高值电阻器和运算放大器的组合，但这种低值电阻器消耗大量静态电流，而且没有为超级电容器提供过压保护 (箝位)。

电源通路控制和理想二极管

LTC3226 含有一个理想二极管控制器，该控制器通过 GATE 引脚控制输入 VIN 和输出 VOUT 之间连接的外部 PFET 的栅极。参见图 2 以了解详细信息。在正常工作条件下，这个外部 FET 构成了从输入到输出的主电源通路。就非常轻的负载而言，该控制器在输入和输出电压之间的 FET 上保持了 15mV 的增量。倘若 VIN 突然降至低于 VOUT，那么该控制器就快速彻底关断 FET，以防止从 VOUT 返回输入电源的任何反向传导。

图 2：LTC3226 的方框图

EXTERNAL PFET：外部 PFET

GATE ：栅极

IDEAL DIODE CONTROLLER：理想二极管控制器

1x / 2x MODE CHARGE PUMP：1x / 2x 模式充电泵

CLAMP BALANCER：箝位平衡器

DELAY：延迟

工作模式

LTC3226 有两种工作模式：正常模式和备份模式。如果 VIN 高于外部可编程的 PFI 门限电压，那么该器件就处于正常模式，在这种模式时，功率通过外部 FET 从 VIN 流到 VOUT，且内部充电泵保持接通，直至达到超级电容器组的 Top-Off 电压为止。如果 VIN 低于该 PFI 门限，那么该器件就处于备份模式。在这种模式时，内部充电泵关