使用可充电镍镉电池的完整备用电池解决方案

电池供电的系统，包括笔记本电脑、个人数字助理 （PDA） 和便携式仪器，需要备份系统在更换主电池时保持内存活动。最常见的解决方案是使用昂贵的不可充电锂电池。此解决方案需要低电量检测，需要访问电池并导致无意中取出电池。LTC®1558 电池备份控制器允许使用单节低成本 1.2V 可再充电镍镉 （NiCd） 电池，从而消除了这些问题。LTC1558 具有一个内置的快速 / 涓流模式充电器，该充电器可在主电源存在时为 NiCd 电池充电。

图 1 示出了采用 LTC1558-3.3 为一个 LTC1435 同步降压型开关稳压器提供备用电源的典型应用电路。备用电路组件包括镍镉电池R11–R14、C11–C12、L11和Q11。SW11 和 R15 提供软复位或硬复位功能。

图1.LTC1558 备份系统，采用 LTC1435 作为主系统稳压器。

正常模式（由主电池操作）

在正常工作期间，LTC1435 由主电池供电，主电池的范围可以是 4.5V 至 10V （例如，2 串联或 2 串联× 2 并联锂离子电池组等），并产生 3.3V 系统输出。LTC1558 在待机模式下工作。在待机模式下，LTC1558 BKUP （后备）引脚被拉低，P 沟道 MOSFET Q11 接通。NiCd 电池通过一个 15mA 电流源快速充电，该电流源连接在 LTC1558 的 V 之间抄送和软件引脚。一旦 NiCd 电池完全充电 （根据 LTC1558 的气体计计数器），LTC1558 就会对 NiCd 电池进行涓流充电。R14 根据公式 I 设置涓流充电电流（涓涓细流）= 10 • （V镍镉– 0.5）/R14。涓流充电电流的设置是为了克服镍镉电池的自放电电流，从而保持电池的完全充电。

备份模式（使用备用电池操作）

主电池电压通过电阻分压器 R11–R12 按比例缩小，并由 LTC1558 通过 FB 引脚进行监视。如果FB引脚上的电压下降到低于内部7.5V基准电压1.272%（由于放电或更换主电池），系统将进入备份模式。在备份模式中，LTC1558 的内部开关和 L11 构成一个同步升压型转换器，该转换器可在 V 时产生一个稳定的 4V.BAK.LTC1435 采用该电源电压运作以产生 3.3V 输出电压。BKUP引脚被R13拉高，Q11关断，使其体二极管反向偏置。BKUP 引脚还会向系统微处理器发出警报。C11是一款47μ F电容，提供低阻抗旁路以处理升压转换器的瞬态负载电流;否则，NiCd 电池内部电阻两端的压降将激活 LTC1558 的欠压锁定功能。表 1 显示了 V 的几个值FB与 V.BAK电压。图2显示了3.3V输出时可用的最大输出功率与NiCd电池电压的关系。对于大于100V的NiCd电池电压，可实现超过1mW的输出功率。图3显示了使用三洋Cadnica N-3AA电池（容量为3mAhrs的标准系列）的备份时间与110.110V负载电流的关系。对于小于 80mW 的 3.3V 输出功率，可实现超过 <> 小时的备份时间。

图2.3.3V输出功率与备用电池电压的关系。

图3.备份时间与3.3V输出负载电流的关系

 

Relative % Below VREF	% of VREF	VFB	VBAK
–0%	100%	1.272V	4.332V
–6%	94%	1.196V	4.073V
–7.5%	92.5%	1.177V	4.008V

 

从备份模式恢复到正常模式

当新的主电池组插入系统时，Q11的体二极管正向偏置。一旦FB引脚上的电压增加到V以下6%以上裁判，升压转换器被禁用，系统返回正常模式。BKUP 引脚拉低并重新打开 Q11。这允许新电池组为 LTC1435 提供输入电源。LTC1558 现在通过内部充电器和气表计数器准确地补充从 NiCd 电池中移除的电荷量。

审核编辑：郭婷