精心设计的备用电源方案有助于提供合适容量的备用电源

大家好，小科来为大家解答以上问题。精心设计的备用电源方案有助于提供合适容量的备用电源这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、很多由线路供电的现代智能物联网(IoT)设备，在意外断电的情况下，都需要备用电源来安全断电或保持通信持续。

2、例如，电表可以通过射频接口提供断电时间、地点和持续时间的详细信息。

3、窄带物联网由于其以下优点，最近在上述应用中变得非常流行：

4、使用现有的2G、3G和4G频段。

5、由、欧洲和亚洲的一个或多个运营商支持。

6、与通用分组无线业务(GPRS)相比，功率和峰值电流显著降低。

7、精心设计的备用电源方案有助于提供合适容量的备用电源在正常和备用电源之间无缝切换，支持多次断电而无需维护。

8、在本文中，我们将介绍一种简单的方法来实现备用电源方案，该方案使用TI的TPS61094降压/升压转换器和一个超级电容，并满足NB-IoT和射频标准。

9、我们还将基于TPS61094的解决方案与现有的TI参考设计进行比较。

10、B-IOT备用电源

11、表1显示了不同NB-IoT工作模式下的功耗随时间的变化。

12、在数据传输模式下，峰值为310毫安，持续1.32秒，不同运行模式下负载变化明显。

13、整个过程的平均电流消耗为30mA，持续80秒。

14、当主电网突然停电时，需要有足够容量和负荷持续时间的备用电源进行无缝电源切换。

15、TPS61094 60nA静态电流(IQ)双向降压/升压转换器可以实现可靠、简单的备用电源设计，同时作为单芯片解决方案，无需额外电路即可实现超级电容器的充放电功能。

16、超级电容和TPS61094用于实现有效的备用电源电路。图1显示了我们如何配置TPS61094评估模块(EVM)，为表1中的NB-IoT负载曲线提供足够的待机功率支持。

17、当系统电源接通时，TPS61094进入Buck_on模式：旁路场效应晶体管(FET)导通，为超级电容器提供500毫安的恒定电流，当超级电容器两端电压为2.5V V时停止充电。

18、VSYS直接为VOUT供电。

19、当VSYS因断电下降时，TPS61094会自动进入Boost_on模式：关断旁路FET，通过超级电容器中存储的电荷为VOUT供电。

20、图2显示了用示波器测量备用电源全周期的结果。

21、车辆识别号代表电网的系统电压。

22、是TPS61094的输出电压，VOUT是超级电容电压。

23、IOUT是负载消耗的电流。

24、在我们的示例中，负载消耗为100毫安，是负载曲线平均电流消耗的3.33倍。

25、我们增加了负载，以确定在更极端的负载条件下，当电网切断时，TPS61094如何切换输入功率。

26、当系统功率突然下降时，TPS61094立即进入Boost_on模式，利用超级电容的功率来调节VOUT。

27、降压/升压转换器可在254.5秒内提供所需的输出电流，并可处理11.5 NB-IoT事务。

28、TPS61094对超级电容器放电，直到其电压降至0.7V；此时，器件进入掉电模式，直到系统VIN恢复。

29、在Buck_on模式下，TPS61094以恒定电流为超级电容器无缝充电。

30、如图2所示，超级电容器的放电和充电之间的切换非常平稳。

31、其他备用电源实施方案

32、您也可以使用其他解决方案，每种方案都有优点和缺点。

33、一种是电表超级电容器备用电源的参考设计，采用分立电路给超级电容器充电，在电网断网时采用TPS61022升压变换器将超级电容器的电压提升到更高的系统电压。

34、TPS61022比TPS61094解决方案具有更高的输出电流容量，但需要更多的外部元件。

35、另一种是具有限流和主动电池平衡功能的超级电容器备用电源参考设计，采用TPS63802降压/升压转换器作为超级电容器充电器和稳压器，并省略了额外的分立充电电路，但仍需要额外的外部元件来满足ORing功率控制器、充电限流和超级电容器端电压设置的要求。

36、表2列出了每种备用电源方法的重要特征。

37、标签

38、低功耗无线标准的应用越来越广泛。

39、TPS61094集成度高、设计简单、轻载效率出色，适用于使用LTE-M、Lora、蓝牙等新兴无线接口的待机电源应用。

40、对于较高的输出电流，电流表或限流基准设计是非常有效的解决方案。

41、虽然这种设计需要更多的分立元件，但它可以支持更高功率的射频传输，如GPRS。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。