使用双向 DC/DC 稳压器和超级电容器充电器维持总线电压

    LTC3110 双向降压-升压型 DC/DC 稳压器在存在总线电压（例如 3.3V）时对超级电容器进行充电和平衡，并在总线发生故障时将超级电容器放电到负载中。即使超级电容器电压高于或低于标称总线电压，LTC3110 也能保持总线的标称电平（图 1 示例中的 3.3V）。以这种方式支持负载允许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很重要。

    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 标称电压轨可在冷启动和负载突降期间从 4V 变为 40V 以上。工厂和厂房中使用的 24V 设备总线会因电动机和螺线管的循环而遭受电压尖峰和断电。

    然而，工业应用与消费电子产品有一些共同之处：便携性和移动性不断增强的趋势。现代工业设备内部电子设备的空间越来越有限。数据存储单元的体积，尤其是厚度，在工业组件和模块中非常重要。考虑到这一点，此处的解决方案旨在化所选组件的配置文件。表 1 显示了两个无源元件组选项，按厚度排列：1mm 和 2.5mm。由于控制器、MOSFET 和电阻器的厚度不超过 1mm，因此未列出所需的半导体部件。

    图 2 显示了一种用于数据备份或无线数据传输的薄型储能解决方案，适用于输入电压在 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。
    该解决方案使用两个转换器来生成完整的工业/汽车应用。该转换器基于 LTC3110 超级电容器充电器 (SCCH)，在存在输入电压时为存储电容器充电，并在电源中断期间提供稳定的系统输出。在正常工作条件下，当存在 4V 至 40V 输入电源时，敏感电子负载和 LTC3110 由基于 LT8608 的降压转换器 (SDC) 提供支持。
    LT8608 是一款低静态电流、高效率、高度集成的同步降压转换器，具有 3V 至 42V 的宽输入电压范围。其 42V 上限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 总线轨限制范围内。

    如果输入电压断开，SCCH 接管工作，为稳压的 3.3V 轨供电。LT8608 在正常情况下向系统总线提供 3.5V；LTC3110 在记录到电源故障并支持负载时提供 3.2V。这些电源电压完全在 3.3V 逻辑电源的推荐限制范围内。CHRG 标志可用于提醒数字系统断开非必要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；输入电压断开时，SDC 关闭，而 SCCH 打开。
    结论
    LTC3110 是一款高度集成的高性能超级电容器充电器和平衡器，可在用于汽车和工业应用中数据保留和备份的薄型解决方案中实现。