[参考译文] TPS61094：与锂离子超级电容器配合使用

尊敬的 Anupam：

我觉得很好。 但我不是超级电容器的专家。 因此、我建议联系 CDA、查看我们的充电曲线对于其超级电容器是否可接受。

此致、

Travis

尊敬的 Travis：

有一个细节可能非常关键。  

该数据表 显示了相关内容

最小额定电压：2.5V

它还说：
"为避免短路、在使用或测试后、锂离子电容器需要放电至>2.5V (不低于2.5V)"

因此、从安全的角度而言、我想这更像是电池。 而使用 TPS61094时、我们可以将 Vchg 设置为3.5V DC、 但 VSUP_UVLO 通常为0.85V、这远低于 锂离子超级电容器的最低要求。

我猜、这是不可避免的。

此致、
Anupam

您指的是使用 这种芯片吗？ 或者、您是否有 TI 更具体的参考资料可以使用？

在前一种情况下、芯片的充电直接来自 VIN、而不是再来自 TPS61094降压器件、因此我们放宽了自动降压/升压的 Nice MPPT 功能、并将能量燃烧至充电电阻器中。

如果使用 SUP 引脚本身来切换 EN、那么我看不出这是如何工作的。 如果您在此处使用分压器、则会一直在消耗电容器的电流、因此即使 EN 设置为低电平(正如您所说的、无论如何都不是可变的阈值)、电容器上的电压也会降至2.5V 阈值以下。 EN 引脚范围过大(0.2V 至0.6V 之间为不确定状态)、因此这意味着如果它在2.7V 时禁用、分压器必须在那里"生成"0.2V、因此在5.4V 时仍然不确定、因为它将生成0.4V。

我 也看过 TLV6713芯片、如果我理解正确的话、如果我理解正确的话、它在这里应该效果更好。 我们的想法是使用一个电流非常低的分压器(因为芯片仅在其 SENSE 引脚中需要1nA 的电流)、我们可以在分压器中将电流低至10nA (2.7V 时为270M Ω)。 芯片本身消耗的11µA 有点高(也许对于 OP 是可以接受的？)。 您是否了解使用更少静态电流的更好的等效比较器电路？

此外、退出这种状态也存在问题。 由于当电容器的电压低于阈值时 EN 为低电平、即使 VIN 恢复、它仍将断开、不再为电容器充电。 从技术上讲、它已经死了。

我想知道是否应该切换 EN 引脚而不是切换 MODE 引脚(强制降压模式)、以便 VIN 恢复时、超级电容器首先充电(因此应该再次超过阈值)、并恢复芯片至自动降压/升压模式。 但是、负载必须处理 VIN 电压(如果负载上有 LDO 或直流/直流转换器可以在电容器充电时进行自我调节、但如果您没有此电压、则不可以)。

或者 如果您无法使用强制降压模式、请在 VIN 和 TLV6713比较器输入端之间(在分压器的低电平部分)使用肖特基二极管、这样它就可以再次超过阈值并在存在 VIN 时将 EN 引脚切换回高电平。  

这种情况下的问题在于二极管中的保留泄漏电流、通常在50nA 左右、当 VIN 为0V 时发生的 Vreverse 为~2.5V、这意味着除非分压器开始生成大于50nA 的电流、否则 SENSE 输入端的电压将为0V、因此会增加损耗并降低效率。 因此、要此处具有工作阈值、分压器中应至少具有4µA 电流(510kOhm/100kOhm)、这将大大浪费。

在前一种~下、您在浪费从电容器中消耗的 Δ V 13µA (从 TLV 消耗的11µA +从 TLS 消耗的300nA +上拉电流)。

在后一种~下、您会浪费从电容器中耗尽的 Δ V 17µA (来自 TLV 的11µA +来自 TLS 的4nA +分压器桥中的拉电流+ 4µA)。

事实上：

借助、对于 VCap 阈值设置为2.7V、R1 = 230M Ω、R2 = 40M Ω、R3 = 800K Ω。 在该示例中、当 VCap 衰减到2.7V 以下(通常是因为 VIN 缺失、OUT 强制为低电平)时、模式为~0.2V、TPS61094将进入强制降压模式(即、输入插入输出、等待 VIN 电压超过 UVLO 阈值)。 当 VIN 达到~1.8V 时、电容器开始通过降压模式充电、其电压将增加。 当达到2.7V 时、TLV6713将 MODE 输出切换回高电平、TLV61094将恢复其自动降压/升压模式。 因此、在电容器充电超过2.7V 之前、TLS61094的 VOUT 将看起来像 VIN、并会在充电后重新启动、看起来像预期的那样。 请注意、当 VCap < 2.7V 时 TLS61094不会关断、因此它仍然在电容上消耗~300nA 的电流。 输出仍连接到输入、因此、如果您无法在电压过低时禁用输出、它仍将从输入(而不是电容器)汲取。 与 TLV µA 压降(几十 μ V 范围)相比、可以忽略不计。

请确认我的理解正确。 我还发现 TLV4041R2 工作原理相同、但我认为效果会更好一些(静态电流更低、无上拉电阻器、因此整体效率更高)。

您好  Anupam：

我不是 TLV6713 和  TLV4041R2的专家。 因此、请提交另一个主题、获取有关这些器件的建议。

关于 TPS61094：

在方框图上您是正确的。 强制降压模式是 更好的解决方案。 但请注意、094是 一款仅支持降压模式下的降压操作的降压充电器。 因此、仅当 Vout (从 Vin 旁路)通过 VSUP 时、SUP 才会充电。

此致、

Travis