當使用4-20mA兩線傳輸系統時,直接從傳輸線竊取遠程設備的電源很有用。不可能從這些線路中汲取大電流,但是當遠程設備在短時間內需要大量電流時,大電容器或“超級電容器”可以存儲能量以滿足短時間負載。本應用筆記描述了實現此目的的電路。
來自4-20mA線路的電流流經四個串聯二極管,產生偽地和+2.8V電源軌。二極管 (D1 - D4) 產生的壓降為低壓比較器 (U2) 和開關 (U3) 供電。比較器監視超級電容器電壓,直到達到三二極管壓降門限。超過閾值會迫使比較器輸出擺低,從而使能升壓轉換器(U1)并閉合開關(U3)。當開關閉合時,將超級電容電壓與比較器的+1.235V內部基準進行比較。
圖1.2F 電容器組 (C3 - C7) 存儲能量以供以后使用。升壓轉換器(U1)產生+3.3V電源,能夠提供250mA電流,電流持續長達2.8秒。
將JFET Q1的柵極和源極連接在一起可產生限流二極管。為了保持足夠的靜態電流(1mA)為比較器和開關供電,請確保飽和電流(IDSS)的JFET小于或等于3mA。
升壓轉換器在為負載提供250mA電流時消耗400mA至600mA電流。升壓轉換器的輸入電流需求需要一個ESR深度為毫Ω區域的超級電容器。典型的超級電容器不符合此ESR要求,因為它們的ESR通常在20Ω至50Ω之間。多個并聯的 BestCap? 電容器提供足夠的低 ESR 和高存儲容量,以滿足升壓轉換器的功率要求。
圖2.當超級電容器充滿電時,升壓轉換器導通,提供250mA電流約2.8秒。(CH1:超級電容器電壓,CH2:輸出電壓,CH3:輸出電流)。
MAX1797升壓轉換器(U1)集成了真關斷功能,在關斷?期間將負載與電源電氣斷開。此功能可防止超級電容器在充電階段意外放電。使用沒有真關斷功能的升壓轉換器時,可以通過配置一對MOSFET來防止這種放電,如圖3所示。
圖3.N 溝道 MOSFET 控制 P 溝道 MOSFET 的柵極,以斷開升壓轉換器的輸出與負載的連接。
審核編輯:郭婷
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