法拉电容具有充电速度快,循环使用寿命长,放电能力超强等优点,常用在快速充放电的场合,后备电源等。
在仪表或控制系统中,在电源突然断开时,需要保护关键的数据,若不保存,需要对仪表系统的准确性进行校准。我们需要在系统电源断开后,提供一段时间供系统保存重要的数据,以便开机后继续正常使用。
我们需要做到断电后继续向电路提供稳定的电压,并保持一定的时间供主控保存重要数据到EEPROM,Flash等非易失存储器中。其核心部件是电容等器件,法拉电容其特点更适合用在此场景中,电容在仪表系统正常使用时蓄存少量电能,在外部突然断电情况下对电路进行供电,以实现断电后写入重要数据。
常见的充放电电路如下。
电容在上电瞬间需要充电,极大的电流涌入电容,对电源影响较大,因此常添加限流电阻减小充电电流,其电阻的选择取决于电源系统的功率,电源系统的功率比较大,那么限流电阻可以取小一点。电源功率比较小,那么电阻取大一些。系统在5V,250mΩ内阻条件下,没有限流电阻,系统上电达8A,在添加5Ω电阻情况下,上电电流在0.8A左右。放电二极管可以选取正向导通压降比较小的肖特基二极管,同时保证一定的功率,并通过Buck-Boost电路将将电容的电压进行稳压送给主控电路,不选择Ldo的原因是当电容电压低于其输入电压范围后,Ldo便不能正常工作,但选择限流电阻的方**使充电速度降低,电阻发热等。
此类电路设计简单,应用较广,对于要求更高的设计中,常采用IC等专业芯片对其进行控制,例如Ti家的TPS61088,提供了更加完整的方案,即使在超级电 容器电压降至 1V 时也能支持 3.8V/2A 输出功率。可以最大限度利用存储在超级电容器中的能量。
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