Analog Devices
Hot-Swap-Leistungs-Controller für Supercaps
Der LTC3351 von Analog Devices, Power by Linear, ist ein Backup-Leistungs-Controller, der einen Stapel mit bis zu vier in Serie geschalteten Supercaps überwachen und laden kann.
Der in den LTC3351 von Analog Devices integrierte Hot-Swap-Controller und Leistungsschalter verwendet N-Kanal-MOSFETs. Er ermöglicht das zuverlässige Bereitstellen von ununterbrochener Leistung bei Ausfall der Hauptstromversorgung in Anwendungen wie Halbleiterspeicherlaufwerken (SSDs) und nicht flüchtigen Dual-In-Line-Speichermodulen (NVDIMMs) für das Daten-Backup, Alarm bei Ausfall der Stromversorgung in medizinischen und industriellen Anwendungen und »Dying-Gasp-Stromausfallanzeigen. Weitere Anwendungen sind 12-V-Hochstromversorgungen zur Überbrückung und kurzfristig wirksame UPS (unterbrechungsfreie Stromversorgungen) für Server, Massenspeicher und andere Systeme, die eine hohe Verfügbarkeit erforderlich machen.
Der LTC3351 arbeitet in einem Eingangsspannungsbereich von 4,5 bis 35 V und liefert einen Lade-/Backup-Strom von über 10 A. Der Baustein übernimmt das Balancing und bietet einen Überspannungsschutz für die bis zu vier Supercaps. Der synchrone, abwärts wandelnde Controller erlaubt das Laden mit Konstantstrom/Konstantspannung des Kondensatorstapels mit bis zu 5 V pro Zelle.
Im Backup-Modus läuft der Abwärtswandler umgekehrt als synchroner Aufwärtswandler, um Leistung aus dem Superkondensatorstapel zu entnehmen und an das System zu liefern, das versorgt werden soll. Der im laufenden Betrieb austauschbare Controller hat programmierbare UV/OV-Schaltschwellen, eine PCIe-kompatible Einschaltverzögerung und einen präzisen Schaltschwellen-/RETRY-Eingang. Der LTC3351 enthält einen genauen A/D-Wandler, der Ein- und Ausgangsströme und -spannungen kontinuierlich überwacht.
Zusätzlich werden Parameter überwacht, die direkt mit den Backup-Kondensatoren selbst zusammenhängen wie Spannung des Kondensatoren-Stacks, seine Kapazität und den Reihenersatzwiderstand (ESR), um eine adäquate Energiespeicherung sicherzustellen und, dass ausreichend Leistung während des Backups geliefert wird. Durch das Überwachen der aktuellen Kapazität der Backup-Supercaps verlängert der LTC3351 die Lebenszeit der Supercaps, da er es dem System ermöglicht, die Kondensatorspannung auf einen minimalen Wert einzustellen, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass die erforderliche Reserveenergie auch geliefert wird.
Alle Parameter und Fehlerzustände können über ein 2-Draht-I²C-Interface überwacht werden und Alarmpegel können gesetzt werden, um das System bei einer plötzlichen Änderung einer dieser gemessenen Parameter zu warnen. Der LTC3351 wird in einem thermisch verbesserten flachen (0,75 mm) GFN-Gehäuse mit 4 mm x 7 mm Kantenlänge und 44 Anschlüssen geliefert. Der Baustein arbeitet problemlos bei einer Sperrschichttemperatur zwischen – 40 und 125 °C.
Lesen Sie mehr zum Thema
