适用于1mm薄型工业应用的数据备份解决方案
在各种工业和汽车应用中，电源中断期间的数据备份和保留都是必需的，在这些应用中，应急备用电源（如ups）可能不可行。例如，车辆可能需要在由于灾难性故障而突然断开电池期间传输地理坐标和车辆 id。在车辆维护、故障排除和维修工作期间，更经常地需要性能数据，通常是在断开电池的情况下执行的。在复杂的工业金属加工设备中，在断电期间存储多个刀具的位置和状态至关重要，以防止在电源恢复时设备故障。同样，数据保留和备份在石油和天然气勘探行业中也很重要，它广泛用于采矿公司的大型通信网络，这些网络经常会遇到电源故障和掉电。电信公司需要不间断地访问其系统各个级别的数据。
薄型数据备份电源
工业和汽车应用与典型的消费电子产品的区别通常在于它们缺乏稳定、高质量的电压源。在汽车环境中，12v标称电压轨在冷启动和负载突降期间可以从5v变为50v以上。工厂和工厂中使用的 24v 设备总线仅因打开/关闭电动机和螺线管而遭受电压尖峰和掉电。
然而，工业应用确实与消费电子产品有一些共同点：便携性和移动性增加的趋势。现代工业设备内部的电子设备空间越来越有限。数据存储单元的体积，特别是厚度，在工业组件和模块中非常宝贵。考虑到这一点，这里的解决方案旨在最大限度地减少所选组件的轮廓。表1显示了两个无源元件组选项，按厚度排列：1mm和2.5mm。所需的半导体部件未列出，因为控制器、mosfet 和电阻器的厚度不超过 1mm。
l1 l2 fst cin1
供应商 沃斯艾尔 沃斯艾尔 第二十章 tdk
1 毫米 74437321100 74437321056 2 x hs103f 2 x c3216jb1h475k085ab
2.5 毫米 74437334100 74437334056 hs206f c3225x7r2a225k230ab
本文介绍了一种薄型解决方案，用于设计储能电路，该电路能够在输入电压在5v至60v的极宽范围内变化以及可能同时中断输入电压的情况下提供数据备份电路或无线数据传输。
图 1 示出了基于 ltc3110 的解决方案[1]、双向降压-升压稳压器和超级电容器充电器。基于该器件的转换器（scch）在输入电压存在时实际为存储电容器充电，并在电源中断期间提供稳定的系统输出。在正常工作条件下 （存在 5v–60v 输入电源），敏感的电子负载和 ltc3110 由一个基于 ltc3891 的降压型转换器 （sdc） 提供支持。[2].
图1.使用全薄型组件的工业/汽车数据备份电源
ltc®3891 是一款低静态电流、降压型转换器，具有一个 4.5v 至 60v 的宽输入电压范围。其 60v 上限最大限度地减少了系统保护电路所需的体积，几乎消除了对传统瞬态电压抑制二极管 （tvs） 的需求。sdc 将系统电压保持在 3.3v 母线轨限值内，涵盖 3.1v–3.6v 电压范围[3][4].无论输入电压摆幅如何，负载电压都保持在此范围内。
如果输入电压断开，scch接管，提供稳定的3.3v电源轨。在正常情况下，ltc3891 为系统总线提供 3.5v 电压;ltc3110 在记录一个电源故障并支持负载时提供 3.2v 电压。这些电源电压完全在 3.3v 逻辑电源的建议限值范围内[5]./chrg 标志可用于提醒数字系统断开不相关的负载并开始数据备份或无线传输。
scch和sdc转换器的引脚设置总结如下：
分压器 r1、r2 设置超级电容器 cs 的充电结束阈值
电阻r3定义工作模式，如果在突发模式下使用，则与gnd相连
电阻r4定义充电期间的输入电流水平
分压器 r5、r6 在备份期间设置负载电压
分压器r7、r8设置切换电压电平
分压器r9，如果存在输入电压，则r8设置负载电压。
电路功能
波形和效率数据如图2-5所示。图 2 显示了切换过程的开始;输入电压断开时，sdc 关闭，而 scch 打开。图3显示了数据备份持续时间的波形。请注意，v负荷电压保持在预设的scch值，即使超级电容电压从高于此电平到低于此电平变化。图 4 示出了 ltc3110 在两个串联超级电容器充电时平衡其电压的能力 — v帽总是两次 v.mid.图 4 还示出了 ltc3110 调节其输入电流 （iv（系统）用于充电）在指定水平，在这种情况下为 1a
图2.从正常电源切换到基于超级电容器的备用电源
图3.v 时数据备份的持续时间在丢失了
图4.超级电容充电和平衡。我v（系统）是从 ltc3891 转换器到 ltc3110 的电流。
scch转换器的效率曲线如图5所示。v帽在测试期间被迫为3.3v，负载在0.5a范围内变化。
图5.效率
以下公式可用于粗略估计存储电容和保持时间。（如果需要更准确的结果，请参阅超级电容器文档 3，4。
存储在超级电容器中的能量：
为保持时间th提供负载所需的能量
保持时间：
结论
ltc®3891 和 ltc3110 是高度集成的高性能控制器，可组合在一个扁平解决方案中，用于汽车和工业应用中的数据保留和备份。
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然而，工业应用确实与消费电子产品有一些共同点：便携性和移动性增加的趋势。现代工业设备内部的电子设备空间越来越有限。数据存储单元的体积，特别是厚度，在工业组件和模块中非常宝贵。考虑到这一点，这里的解决方案旨在最大限度地减少所选组件的轮廓。表1显示了两个无源元件组选项，按厚度排列：1mm和2.5mm。所需的半导体部件未列出，因为控制器、mosfet 和电阻器的厚度不超过 1mm。
l1 l2 fst cin1
供应商 沃斯艾尔 沃斯艾尔 第二十章 tdk
1 毫米 74437321100 74437321056 2 x hs103f 2 x c3216jb1h475k085ab
2.5 毫米 74437334100 74437334056 hs206f c3225x7r2a225k230ab
本文介绍了一种薄型解决方案，用于设计储能电路，该电路能够在输入电压在5v至60v的极宽范围内变化以及可能同时中断输入电压的情况下提供数据备份电路或无线数据传输。
图 1 示出了基于 ltc3110 的解决方案[1]、双向降压-升压稳压器和超级电容器充电器。基于该器件的转换器（scch）在输入电压存在时实际为存储电容器充电，并在电源中断期间提供稳定的系统输出。在正常工作条件下 （存在 5v–60v 输入电源），敏感的电子负载和 ltc3110 由一个基于 ltc3891 的降压型转换器 （sdc） 提供支持。[2].
图1.使用全薄型组件的工业/汽车数据备份电源
ltc®3891 是一款低静态电流、降压型转换器，具有一个 4.5v 至 60v 的宽输入电压范围。其 60v 上限最大限度地减少了系统保护电路所需的体积，几乎消除了对传统瞬态电压抑制二极管 （tvs） 的需求。sdc 将系统电压保持在 3.3v 母线轨限值内，涵盖 3.1v–3.6v 电压范围[3][4].无论输入电压摆幅如何，负载电压都保持在此范围内。
如果输入电压断开，scch接管，提供稳定的3.3v电源轨。在正常情况下，ltc3891 为系统总线提供 3.5v 电压;ltc3110 在记录一个电源故障并支持负载时提供 3.2v 电压。这些电源电压完全在 3.3v 逻辑电源的建议限值范围内[5]./chrg 标志可用于提醒数字系统断开不相关的负载并开始数据备份或无线传输。
scch和sdc转换器的引脚设置总结如下：
分压器 r1、r2 设置超级电容器 cs 的充电结束阈值
电阻r3定义工作模式，如果在突发模式下使用，则与gnd相连
电阻r4定义充电期间的输入电流水平
分压器 r5、r6 在备份期间设置负载电压
分压器r7、r8设置切换电压电平
分压器r9，如果存在输入电压，则r8设置负载电压。
电路功能
波形和效率数据如图2-5所示。图 2 显示了切换过程的开始;输入电压断开时，sdc 关闭，而 scch 打开。图3显示了数据备份持续时间的波形。请注意，v负荷电压保持在预设的scch值，即使超级电容电压从高于此电平到低于此电平变化。图 4 示出了 ltc3110 在两个串联超级电容器充电时平衡其电压的能力 — v帽总是两次 v.mid.图 4 还示出了 ltc3110 调节其输入电流 （iv（系统）用于充电）在指定水平，在这种情况下为 1a
图2.从正常电源切换到基于超级电容器的备用电源
图3.v 时数据备份的持续时间在丢失了
图4.超级电容充电和平衡。我v（系统）是从 ltc3891 转换器到 ltc3110 的电流。
scch转换器的效率曲线如图5所示。v帽在测试期间被迫为3.3v，负载在0.5a范围内变化。
图5.效率
以下公式可用于粗略估计存储电容和保持时间。（如果需要更准确的结果，请参阅超级电容器文档 3，4。
存储在超级电容器中的能量：
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