使用H桥变压器驱动器为超级电容器充电

MAX13256 H桥变压器驱动器具有小尺寸和大负载（10W）能力，是超级电容（supercaps）充电的极有吸引力的方案。然而，由于初始充电电流较高，威廉希尔官方网站 输出端的大电容会迫使驱动器在启动时进入故障模式。本应用笔记介绍了一种解决方案，允许用户在不发生故障的情况下对大电容充电。

从历史上看，超级电容器（supercaps）在电子威廉希尔官方网站 中的使用有限。由于其大尺寸和平庸的能量容量，超级电容主要用于低功耗应用，如内存电源备份。然而，在过去几年中，在提高超级电容的能量和功率能力方面取得了重大进展，使其成为更广泛的基于电池的应用（包括手持设备、无线产品和执行器）越来越有吸引力的解决方案。

MAX13256 H桥驱动器具有小尺寸和大负载（10W）能力，是一种极具吸引力的解决方案，可在驱动系统负载¹的同时为超级电容充电¹。然而，由于电容完全放电时需要高充电电流，直接放置在MAX13256威廉希尔官方网站 输出端的大电容会迫使驱动器在启动时进入故障模式。虽然有各种各样的可接受的限流器威廉希尔官方网站 可供选择，但其中许多解决方案会浪费功率，并且可能涉及输出端的显著压降。那么，有没有办法使威廉希尔官方网站 在不损失大量功率的情况下工作呢？

一个小而简单的解决方案！

在超级电容的正引线和变压器威廉希尔官方网站 的输出之间并联增加一个小二极管和电阻器，限制了正常工作期间用于为超级电容充电的电流，并允许在需要能量时轻松放电（图 1）。当超级电容充电时，二极管反向偏置，充电电流受并联电阻R的限制限制.二极管在超级电容放电时导通，导致从电容器到负载的电压降很小。二极管不会以其他方式限制电荷从超级电容流出。

图1.二极管电阻限流威廉希尔官方网站 ，用于利用MAX13256 H桥变压器驱动器为超级电容充电。

计算 R 的值时必须小心限制在所需系统电流（I系统） 在为超级电容充电时必须保持，C支持.确保超级电容充电电流和所需系统电流不超过MAX13256设定的电流限值。有关设置器件限流的更多信息，请参见MAX13256数据资料。

首先，计算可用于为超级电容充电的电流量，ISUP_CHG，使用以下公式：

我SUP_CHG= I限制-我系统

我在哪里限制是MAX13256设定的电流限值。

R限制限制超级电容完全放电时的充电电流。计算 R限制使用以下等式：

R限制= VISO_MAX/我SUP_CHG

其中 VISO_MAX是变压器威廉希尔官方网站 输出端预期的最大电压。

一个简单的例子

给定图2中的威廉希尔官方网站 ，假设所需的最大系统负载为700mA。

图2.MAX13256超级电容充电威廉希尔官方网站 示例

利用变压器上的2：1压降和MAX13256第1引脚上的1kΩ电阻，我们可以在IC进入故障模式之前从威廉希尔官方网站 的副边拉出至少1A电流。使用上面的等式，我们计算：

ISUP_CHG = 1A - 700mA = 300mA

为了限制进入超级电容的电流，R限制是：

RLIMIT = 5.5V/0.3A = 18.3Ω.

最接近的标准较大值为18.7Ω，因此RLOAD = 18.7Ω.

最后，我们可以计算为超级电容充电所需的最长时间²。

充电时间 = 5Τ = 5 × RLIMIT × CSUP = 5 × 18.7Ω × 500mF = 47 秒

因此，在驱动系统负载的同时，为超级电容充电只需不到 1 分钟的时间。

审核编辑：郭婷