导言
关于新式数字体系来说，在电源中止期间备份重要的数据是一项重要特性。在嵌入式体系依靠洁净不间断电源的电信、工业和轿车运用中，数据丢掉是引人关心的。供电的忽然中止会导致正在对硬盘驱动器和闪存器进行读写操作时的数据受损。数据存储器广泛地选用在嵌入式体系中，以用于轿车保护、毛病扫除和修理作业。在杂乱的工业金属加工设备中，在电源断接后必需存储多种东西的方位和状况，以防止在康复供电时发生设备毛病，这一点是极其重要。
传统上，备份电源规划师依靠于高电压电源的存在，以及升压型功率因数校对 (PFC) 电路的大容量电容。当选用这种传统办法时，在供电中止期间，350V 至 400V PFC 输出电压与极大容量电容之组合中的可用能量足以供下流转化器在要求的坚持时刻里支撑要害的负载。坚持时刻简略地说便是体系安全地完结备份操作所需的时刻。
问题是：许多新式电子体系 (例如：轿车) 并不需要 AC/DC 转化器。别的，PFC 的实质现已发生了巨大的改变：在低功率和分布式体系中，小占板面积阻隔型反激式转化器正逐渐替代“先升压后降压”转化器对。在这些环境中，低电压电源经常是备份设备仅有的可用电源。
一切无电池型备份解决计划均根据电容器存储能量 (W) 的才能。
式中的 C 是电容;VMAX 和 VMIN 分别是最大和最小电容器电压;VOUT 和 IOUT是负载电压和电流;TH 是坚持时刻，即电源在供电中止之后可以把输出电压坚持在调理状况的时刻。
三种简易型电源坚持解决计划
为了在低电压体系中满意坚持时刻要求，规划师可以添加电容 (常常经过运用超级电容器来完结)，或运用升压转化电路发生一个较高的电压。这两种解决计划都能选用专为支撑它们而规划的转化 IC 十分容易地完结，可是两者除了规范的 DC/DC 转化电路之外还需要其他组件。本文将介绍上述解决计划两款有代表性的电路，以及一种用于相对较短坚持时刻的 “较廉价” 解决计划 (该解决计划不需要运用额定的操控器或电容器)。
根据超级电容器的电源坚持解决计划
咱们先来看一款易于完结的超级电容器解决计划，其根据 LTC3110 2A 双向降压-升压型 DC/DC 稳压器和充电器 / 平衡器 (详见 [1])。该解决计划的电原理图示于图 1。
图 1：根据超级电容器的 LTC3110 备份解决计划 (VIN 高达 5.25V)
在图 1 中，经过一般处于接通状况的 MOSFET Q1 的输入电压担任为负载和降压-升压型 LTC3110 转化器供电。当 VIN 接入时，LTC3110 对超级电容器施行充电和电荷平衡。在该电路中，三端子超级电容器是两个堆叠式电容器的组合。在充电过程中，LTC3110 安全地平衡超级电容器，使堆叠每一半上的电压到达均衡以防止呈现过压状况。
当 VIN 中止时，Q1 关断，从而把负载与原始电压电源阻隔开来，LTC3110 把超级电容器的贮存电能开释至负载。在此状况下，LTC3110 坚持一个安稳的 3.3V 轨电压，即便当超级电容器电压从其 5V 全值降至远低于 3.3V 时也不破例 (详见 [1])。电阻器 RDT、RDB 担任操控流到存储电容器或从存储电容器流出之能量的方向，RFT、RFB 设置负载电压，而 RBT、RBB 则设定存储电容器上的最大电压。虽然运用了超级电容器，但这款解决计划可以支撑 1mm 高的扁平运用，见图 1。
升压电压坚持解决计划
图 2 示出了一个解决计划实例，其选用了廉价得多 (比较超级电容器) 的电解或混合存储电容器，可是在它们的两头具有高得多的电压。这款备份解决计划以 LTC3643 为中心 (详见 [2]) 。当输入存在时，该稳压器把输入电压提升至 40V (最大值)。当输入中止时，LTC3643 作为一个降压型稳压器作业，把存储电容器的电能开释给负载，可是坚持编程电压电平。上面的超级电容器解决计划中描绘的电阻分压器在这里具有相同的功用。
图 2：LTC3643 高电压备份解决计划;VIN 高达 17V
上面的超级电容器解决计划和这种较高电压解决计划均能减小电容器充电电流，旨在把输入电流坚持在低于或处于某个预编程值，并设定负载需求的优先级高于存储电容器充电时刻。在输入阻抗相对较高的体系 (例如：电池供电型体系) 或许由低功率 AC/DC 或 DC/DC 转化器供电的体系中，这一点是特别重要。在 LTC3110 超级电容器解决计划中，该功用是经过电阻器 RPR 完结的;而在较高电压 LTC3643 解决计划中，则是运用电流检测电阻器 RS 完结的。
选用最少组件数目，“较廉价的”电源坚持解决计划
关于那些要求相对较短坚持时刻且对本钱灵敏的项目，图 3 中的解决计划经过缩短坚持时刻来交换最低的组件本钱。该计划以一般状况下充任降压型转化器的 LTC3649 为中心。可是在这里，LTC3649 在输入电压断接时转而履行升压转化操作。LTC3649 经过对其自己的输出电容器进行放电以在要害负载的端子上坚持编程电压。
图 3：LTC3649“较廉价的”备份解决计划，VIN 高达 60V
定论
本文提出的解决计划专心于 DC/DC 电源坚持体系，覆盖了很宽的输入电压规模：1.8V 至 5.5V (选用 LTC3110)、3V 至 17V (选用 LTC3643) 和 3.1V 至 60V (选用 LTC3649)。一切三种解决计划皆可成功地运用在面临输入供电中止时要求完结数据备份的轿车和工业运用中。
参考文献
1. http://www.linear.com/product/LTC3110，LTC3110 产品手册和演示电路。
2. http://www.linear.com/product/LTC3643，LTC3643产品手册和演示电路。
3. http://www.linear.com/product/LTC3649，LTC3649产品手册和演示电路。
