大电容器取代备用电池

使用超级电容可降低简单电池备份电路的成本。在欠电条件下需要电池备份切换电路的低功耗系统中，超级电容可以提供足够的功率，以便在完全关断之前维持内存操作。

在某些应用中，大型 （0.1F） 电容器可以取代备用电池。虽然存储容量有限，但该电容器为低耗散设备提供了足够的备份，在这些设备中，典型的断电持续几秒钟到几个小时。

一个简单的实现方案（图1a）将电容与电池切换IC相结合，后者监视电源，并在电源故障或“掉电”时将负载切换到电池电压。然而，正如下面的解释所证明的，当应用于MAX690时，这种简单的方法可能并不可靠。

电容器快速充电至 VDD-VBE。（VBR是二极管的正向压降，约0.6V。然后，随着大电容器继续充电（朝向VDD），VBE和充电电流呈指数级下降，时间常数从数小时到数天不等。当电容器达到完全充电时（通常在VDD的0.2V以内），二极管漏电流等于电容和高阻抗输入VBATT的漏电流之和。低漏电流电路可将电容器充电至接近VDD。

电池电压（VBATT）与VDD的接近会产生问题，因为只要VDD加上小失调小于VBATT，IC就会启动切换。电压不足意味着电源故障，但该电路将响应线路、负载和温度变化引起的正常VDD波动进行切换。

在电容器两端增加一个大电阻器可确保典型值V，从而解决了这一问题是压降为0.6V，但电阻在备用条件下也会加速放电。即使是一个大的（10MΩ）电阻也能将备份时间缩短一半。

备份电路的改进版本（图1b）包括一个阻断二极管（D2），防止在备份期间通过电阻放电。电阻可以更小，因为它的电流仅来自主电源。与以前一样，该电流使二极管保持正向偏置，保持1 V的安全裕度是防止V型下垂DD供应。您可以通过添加与D串联的二极管来增加裕量1.

进一步的改进（图1c）取代了D1与 R2和 D2与 Q1.电阻分压器可让您设置备用电压 （Vx）如愿以偿。

图1.电池切换电路提供性能与成本和复杂性的关系。简单版本 （a） 可能会过度切换。使用阻断二极管（b）解决该问题会延迟上电后的后备保护。引入电阻分压器（c）可让您根据需要设置备用电压。

审核编辑：郭婷