拓尔微IM5200同步buck控制器，解决超级电容组充电痛点

超级电容为什么“超级”？

但凡名称前被冠以“超级”二字，必有其“任性”之处。 “超级”电容，主要是因为它的高能量密度特点，与传统的电解电容相比，其容量高出几个量级。超级电容（EDLC：双电层电容器）是指像陶瓷电容器和电解电容器一样没有电介质的电容器。与其他电容器相比时超级电容的定位就显现出来了。超级电容的容量达到了从数百mF到1F，比其他电容器的容量要高。

图一 超级电容规格
图二 超级电容与其他电容器的比较
超级电容的优势在于其充放电次数显著多于传统铅酸电池，同时能够更迅速地吸收能量而不减少其预期寿命。这些特点还使超级电容对工业后备电源系统、快速充电无绳电动工具和远程传感器具有吸引力，因为对这些应用来说，频繁更换电池是不切实际的。

图三 超级电容应用示意框图
多系统配置都使用超级电容组作为后备能量存储组件。

图四所示采用超级电容的供电系统应用框图，其中的负载是需要稳定电压（3.3V、5V、12V等）的器件。21V主电源为正常工作的DC-DC2供电，同时通过DC-DC1为超级电容组充电，使其电压达到12.6V。当主电源断开时，超级电容组向DC-DC2供电，以维持负载的连续运行。
图四 采用超级电容的供电系统应用框图

如何为超级电容组充电？

当超级电容电压为0时，由于高电容值，DC-DC1需要在输出电压低，甚至输出短路的条件下，进行工作。常规DC-DC1可能陷于打嗝模式而无法为超级电容充电。为了保护超级电容和DC-DC1，在充电阶段开始时需要附加的电流限制功能。一种令人满意的解决方案是让DC-DC1 在极低的输出电压的条件下，提供连续充电电流。
拓尔微IM5200 解决超级电容充电，满足12V/16A 充电规格高效电源方案：
图五 采用IM5200满足12V/16A的超级电容充电方案
IM5200 是一款同步高效buck控制器，主要用于宽输入的buck应用。其控制方式为峰值电流控制模式，可在瞬态条件下实现最优性能。

输出电压可由 FB 引脚的分压电阻设置，也可由 I2C 接口配置（3V到21V，200mV/档）。
还具有软启动时间可调的功能，并提供多种保护功能，包括输入欠压保护、逐周期峰值电流保护、输出过载保护(OLP)、输出过压保护(OVP)和过温保护(OTP)。

轻载下，IM5200还有两种工作模式可供选择：电感电流强制连续导通模式 (FCCM)或电感电流断续模式(DCM) 。

图六 IM5200方案提供12V16A超级电容充电

IM5200驱动外置NMOS，提供高效大电流大功率输出；针对超级电容可提供16A输出大电流充电，电路应用图；

IM5200 DEMO测试电路板及PCB示意图： 

IM5200 超级电容组充电波形：
1、输入电压15.5V to 12.6V/16A充电波形；充电时间：96.4S

CH1:Vin；CH2:SW；CH3:V_cap；CH4:I_charge ;
2 、输入电压21.5V to 12.6V/16A充电波形；充电时间：88.4S
CH1:Vin；CH2:SW；CH3:V_cap；CH4:I_charge ;
3 、IM5200 超级电容组充电，输入电压21.5V to 12.6V/16A充电温升；MOS最高温：90.9℃  (可以选择更大封装、更低阻抗MOS获得更低温)

除此之外，拓尔微还提供多款高效大功率Buck，Buck-Boost控制器，可满足更多超级电容不同需求的应用充电方案：

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