设计实例
例如:假设在 DC/DC 转换器的输入功率为 20W 的情况下将数据存储至闪存需要 45 秒,而 DC/DC 转换器的 VUV 为 2.7V。所需的 tRECHARGE 为 10 分钟。超级电容器组的满充电电压被设定为 4.8V —— 这在延长超级电容器的寿命与尽可能利用其蓄电容量之间实现了良好的折衷。对 RT 的组成部分进行了估算:RDIST = 10mΩ、ESR = 20mΩ 和 RDS(ON) = 10mΩ。
对于该设计阶段而言,最终得到的估算值 RT(MAX) = 36mΩ 与 RT = 40mΩ 足够接近。VC(UV) 的估算值为 3V。CMIN 为 128F。两个 360F 电容器提供了一个 126F 的寿命末期电容和 6.4mΩ 的 ESR。通道切换由 LTC4412 和两个 P 沟道 MOSFET 组成。栅极电压为 2.5V,RDS(ON) 为 10.75mΩ (最大值)。26.15mΩ 的 RT 完全在 RT(MAX)一体电感器 的范围之内。RPROG 的估算值为 79.3k。与之最接近的 1% 精度标准电阻器为 78.7k。产品手册建议的降压和升压功率电感器的数值均为 3.3μH。
LTC3625 包含一个电源故障比较器,该一体电感制造商比较器用于监视启用 LTC4412 的输入电源。一个连接至 PFI 引脚的分压器负责将电源故障触发点 (VPF) 设定为 4.75V。
图 2 示出了一个具有 20W 负载的系统之实际备份时间。期望的备份时间为 45 秒,而该系统提供的备份时间为 76.6 秒。造成这种差异的原因是 RT 低于估算值以及实际的 VUV 为 2.44V。如图 3 所示,实际的再充电时间为 685 秒,而计算中所采用的再充电时间为 600 秒,该差异源于实际的 VUV 较低。
结论
超级电容器正在逐步取代电池,以满足针对数据中心的绿色环保计划强制要求。LTC3625 是一款具自动电量平衡功能的高效率 1A 超级电容充电器,可与 LTC4412 低损耗 PowerPath 控制器相组合,以造就一款用于在存储应用中保护数据的后备电源系统。
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