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Bis zu zwei Superkondensatoren hoch effizient laden

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Analog Devices hat den Power by Linear LTC4041 angekündigt, ein komplettes Backup-Powermanagement-System für Superkondensatoren für Versorgungspegel von 2,9 bis 5,5 V, die auch während eines Ausfalls der Hauptstromversorgung aktiv bleiben müssen.

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(Bild: Analog Devices)

Superkondensatoren besitzen eine höhere Leistungsdichte als Batterien, was sie ideal für den Einsatz in Systemen macht, die für einen kurzen Zeitraum eine hohe Leistungsreserve benötigen.

Der LTC4041 nutzt einen bidirektionalen synchronen Konverter auf dem Chip, um ein hoch effizientes abwärts wandelndes Laden des Superkondensators zu ermöglichen, aber auch um eine aufwärts gewandelte Hochstromreserveversorgung mit hohem Wirkungsgrad zu liefern. Ist eine externe Versorgung verfügbar, arbeitet der Baustein als ein abwärts wandelnder Batterieladebaustein für eine oder zwei Superkondensatorzellen während er gleichzeitig die Systemlast präferiert. Wenn die Eingangsstromversorgung unter den einstellbaren Schwellwert des Power-Fail-Eingangs (PFI) abfällt, geht der LTC4041 in den aufwärts wandelnden Reglerbetrieb über, in dem er bis zu 2,5 A vom Superkondensator an die Systemlast liefern kann. Während des Ausfalls der Stromversorgung bietet die PowerPath-Steuerung des Bausteins Schutz vor Verpolung und erlaubt einen nahtlosen Übergang von der Eingangsversorgung auf die Reservestromversorgung. Typische Applikationen für den LTC4041 sind Überbrückungs-Dying-Gasp-Stromversorgungen, unterbrechungsfreie 3- bis 5-V-Hochstromversorgungen (UPS = uninterruptible power supplies), Leistungsmesser, industrielle Alarmsysteme, Server and Solid-State-Laufwerke.

Der LTC4041 enthält eine optionale Überspannungsschutzfunktion (OVP), die einen externen FET nutzt, und die das IC vor Eingangsspannungen über 60 V schützt. Eine interne Superkondensator-Balancer-Schaltung erhält sowohl die gleichen Spannungen an jedem Superkondensator und begrenzt die maximale Spannung an jedem Superkondensator auf einen festgelegten Wert. Seine einstellbare Eingangsstrombegrenzungsfunktion erlaubt den Betrieb an einer strombegrenzten Quelle und dabei den Strom der Systemlast gegenüber dem Batterieladestrom zu priorisieren. Ein externer Trennschalter isoliert während des Backups die primäre Eingangsstromversorgung vom System. Der Baustein besitzt auch eine Eingangsstromüberwachung, eine Anzeige bei Ausfall der Eingangsstromversorgung und eine Anzeige bei Ausfall der Systemstromversorgung.

De LTC4041 wird in einem flachen (0,75 mm), 4 mm x 5 mm großen QFN-Gehäuse mit 24 Anschlüssen und auf der Rückseite herausgeführten Metall-Pads für ein exzellentes thermisches Verhalten angeboten. Der Baustein arbeitet sowohl in den E- als auch I-Klassifizierungen im Temperaturbereich zwischen –40 bis 125 °C.

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