4 可靠關斷電路設計

　　任務完成后能可靠下電，即下電電壓迅速且是單調下降的，關斷電路的原理如圖3所示，主要包括TL431基準電路，LM339運放比較電路兩部分，通過檢測超級電容兩端電壓，與設定及比較，形成滯環，完成電路的輸出切斷，圖中滯環比較器在電容電壓小于3.5V時電路關斷。

　　圖3 關斷電路的原理圖

?

　　5 實驗結果

　　在輸出為滿載5A和空載的條件下測試，輸出與控制占空比波形、電壓紋波以及關斷電壓波形分別如圖4、圖5和圖6所示，電壓管段波形如圖7所示。

　　圖4 空載輸出波形，電壓平均值為5.0V（左）滿載輸出波形，電壓平均值為4.98V（右）

　　圖5 空載時，輸出電壓波形（2）和占空比波形（1）（左）滿載時，輸出電壓波形（2）和占空比波形（1）（右）

　　圖6 空載時，輸出電壓紋波波形（左）滿載時，輸出電壓紋波波形（右）

　　圖7 電壓關斷時的波形

　　輸出空載時，電壓為5.0V，紋波峰-峰值50mV;輸出電流5A時，電壓穩定，為4.98V，在完整工作期間紋波峰-峰值為150mV，負載調整率小于1%，占空比調節穩定；關斷電路工作正常，可瞬間關斷輸出，波形單調，不產生振蕩，超級電容從5V下降至3.5V，可供設備以5A持續供電10s，滿足設計要求。

　　6 結論

　　本文介紹了一種掉電后備電源的設計，采用超級電容作為儲能元件可長期浮充，大電流放電，提高了使用壽命；采用升壓型拓撲，優化了超級電容容量配置，可在5V@5A條件下，持續工作10s，并在電容因欠壓停止工作時，可迅速關斷輸出，輸出電壓單調下降，不產生振蕩，滿足了大多數設備的需求。