該設計解決方案為電池和線路供電系統中的備用系統電源提供了一種新穎的解決方案。優雅的架構采用單個超級電容器運行，提供嚴格穩壓的 5V 輸出，電流高達 3A，效率高達 94%。

介紹

現代生活現在需要連續運行和恒定的正常運行時間。曾經僅限于使用不間斷電源 （UPS） 的醫院和數據中心等關鍵任務安裝，從家庭到公用事業儀表再到掃描儀，許多系統現在都使用備用電源。超級電容器技術和模擬電源的進步現在使為系統添加備用電源比以往任何時候都更加緊湊和方便。

雖然存在許多類型的備用電源選項，但超級電容器為板級電子設備提供了一種優雅的解決方案。與傳統電容器相比，超級電容器的單位體積或質量能量要大得多，可以驅動系統更長時間，提供比“最后一次喘息”更多的操作。與可充電電池相比，超級電容器充電速度更快，并且可以承受更多的充電周期。超級電容器在短期突發模式下最有效，是停電和電池更換等短時停電期間系統備份的絕佳選擇。

實現備用電源電路曾經是一項重大任務。圖1中的圖像顯示了一個假設的系統，其中兩個或多個超級電容為5V系統提供備份。典型的超級電容充電至2.7V。為了提供5V電源軌，必須對2.7V進行升壓，或者必須使用多個超級電容器來產生5V輸出。在圖1中，兩個或多個超級電容器保證了可靠的5V電源軌可用。電池平衡（有源或無源）帶來了額外的成本和復雜性，這是使用多個超級電容器時的要求。

圖1.該框圖顯示了一個多超級電容備份系統，該系統具有所需的電池平衡和一個降壓轉換器，以提供5V輸出。

圖2顯示了使用單個超級電容器的系統。單個超級電容器架構消除了電池平衡的復雜性和成本。在這個更簡單的系統中，主系統降壓或升壓的輸出將在5V左右或更高，足以克服二極管兩端的壓降，并為系統提供5V。超級電容器由充電設備充電，并在需要時通過升壓轉換器放電。二極管允許主電源或超級電容器為系統供電。

圖2.該框圖顯示了一個單超級電容備份系統，該系統無需電池平衡，并使用升壓轉換器提供5V輸出。

在圖3中，Maxim Integrated 的 MAX38889 Continua? 展示了最簡單的電路。MAX38889為可逆降壓-升壓。MAX38889脫離主系統電源軌，通過降壓為超級電容充電。當系統電源斷開時，MAX38889檢測電源不足并反轉，將超級電容升壓至適當的系統電壓。備份的持續時間取決于系統功耗。MAX38889的特性允許單個2.7V超級電容提供最大功率，同時最大限度地減少額外電路，降低整體BOM成本并簡化整體實現。?

圖3.該框圖顯示了使用康德瑪MAX38889的系統。這種簡單的架構可管理超級電容的充電和放電，同時提供一致的5V輸出。

構建用于連續運行的電源架構需要額外的電路和電源。超級電容器特別適合該應用，特別是對于更換電池或斷電的5V及以下應用。MAX38889降低了電路復雜度和成本，同時提供高達5.5V和3A輸出的高可靠性、單路超級電容方案。

審核編輯：郭婷