法拉電容應用電路圖（三）

在該應用中，于正常操作期間將兩個串聯超級電容器充電至 5V，以在主電源出現故障時提供所需的后備電源。只要主電源接入，LTC3536 就將處于靜態電流非常低的突發模式 （Burst Mode） 操作，從而最大限度地減少后備存儲電容器的電量消耗。

法拉電容應用電路圖（四）

LT3741 是一款固定頻率、同步降壓型DC/DC 控制器，專為準確地調節高達20A 的輸出電流而設計。平均電流模式控制器將在一個0V 至（VIN - 2V） 的寬輸出電壓范圍內保持電感器電流調節作用。已調電流由CTRL 引腳上的一個模擬電壓和一個外部檢測電阻器來設定。LT3741 運用了一種獨特的拓撲結構，因而能夠供應和吸收電流。已調電壓和過壓保護功能電路利用一個連接在輸出端和FB 引腳之間的分壓器來設定。開關頻率可通過一個外部電阻器或利用一個外部時鐘信號在200kHz 至1MHz 的范圍內進行設置。

法拉電容應用電路圖（五）

通過太陽能電池為超級電容器充電的最簡單方法是使用二極管。在普通光照條件下，即使考慮到二極管造成的損耗，超級電容器也可充電到太陽能電池的開路電壓。圖1是超級電容器在二極管幫助下充電的原理圖。大多數系統都需要一個輔助過壓保護電路，以保護超級電容器以及后續的負載電子設備。

圖1：使用二極管為超級電容器充電的原理圖

這種解決方案的簡捷性使之常為低成本太陽能附件選用。但是這種方法有許多不足之處。首先，它只能用于多體太陽能電池，太陽能電池的開路電壓高于超級電容器的過壓限值或所需的負載電壓。輸出低電壓的熱電采集器不能使用這種方法為蓄能元件充電。

另外，該電路將太陽能電池穩壓在蓄電介質電壓以上的一個二極管壓降上。這就意味著蓄電介質上的電壓根據負載條件變化時，太陽能電池的穩壓點也會隨之移動。對于具有寬泛放電曲線的蓄電池或者電壓可隨負載需求發生明顯變化的超級電容器而言，這并非理想的解決方案，因為太陽能電池的電壓調整在遠離其最大功率點的位置。大多數低功耗電子系統中所需的輔助過壓保護電路也會消耗靜態電流，其可在低光照期間影響系統效率。

二極管充電的不足可使用專門用于與能源采集設備配套使用的集成電路克服。這類器件之一即為bq25504。這是一款超低靜態電流充電器IC，可對所連接的能源采集器進行最大功率點跟蹤（MPPT）。圖3是如何使用該器件為超級電容器充電的示意圖，為了清楚起見，圖中只顯示了必用的引腳。電阻器ROV1與ROV2用于設置超級電容器的過壓閾值。電阻器ROK1、ROK2與ROK3用于設置VBAT_OK信號的上下閾值，其可用于控制系統負載，以防超級電容器過度放電。太陽能電池與引腳VIN_DC相連。

圖3：使用升壓充電器IC為超級電容器充電的原理圖

由于超級電容器在過長時間沒有采集能源輸入時，通常會一直放電到0V，因此系統需要從蓄能電容器完全放空的情況下啟動。大多數專用能源采集充電器IC都具有冷啟動特性，只要輸入電源電壓高于一定水平，就能啟動為處于完全放電狀態的蓄能元件充電。本例中電壓值為330mV。

使用升壓充電器IC為超級電容器充電的優勢之一在于能夠使用單體或雙體太陽能電池，與多體太陽能電池相比，其可為相同的太陽能電池面積提供更大的平均電源。該款內建過壓保護電路的 IC 有助于保護超級電容器及負載電子設備。用戶可編程型VBAT_OK電平可用于向負載電路發出開關信號。而且，一旦器件進入常規充電器模式，該IC的MPPT功能便可幫助將太陽能電池穩定在最大功率點上，從而可從太陽能電池中提取最理想的電源。