年前做了一個斷電斷網監測設備的項目。監測設備需要具備在掉電情況下,將被監測對象的電源和網絡狀態通過4G發送至平台的能力,毫無疑問,這意味著設備要有備用電源。


超級電容

  備用電源一般有兩種形式:鋰電池或超級電容。鋰電池的方案在這個項目中並不合適,理由如下:1.設備對備用電源的要求是在掉電後能維持設備通過4G上報數據到伺服器,這幾乎可以在幾秒鐘內完成,因此對備用電源電量要求不高。2.鋰電池充電太慢,如果長時間掉電導致電池電量耗盡,設備重新上電後,將有很長的空窗期,在此期間如果掉電就無法給設備繼續供電。3.鋰電池對環境溫度等要求較超級電容高,且超級電容理論上壽命無限。

  最終我採用了超級電容方案。用超級電容作為備用電源還需要配備對應的充電電路和穩壓電路。原本想找一款超級電容專用晶片級解決方案,無奈所找到的方案成本太高,動輒幾十塊錢。後來選擇使用了一顆富滿的TC4056A 鋰電池的充電IC替代專用的超級電容充電IC,價格巨便宜,一顆晶片大概2毛多。


富滿鋰電池充電IC:TC4056A

  TC4056A有3個充電階段,如果電池電壓低於3V,晶片將使用小電流對電池進行預充電,當電池電壓超過3V時,充電器採用恆流模式對電池充電,充電電流可以通過調節2號引腳的接地電阻的阻值來調節,調節範圍為50mA-1000mA。當電池電壓接近4.2V時,充電電流逐漸減小,進入恆壓充電模式 。TC4056A還具有充電指示功能,可以外接兩顆LED,指示充電狀態。應用電路非常簡單,所需的外圍器件也很少。


TC4056A參考電路(SC1是超級電容)

  由於TC4056A的充電截至電壓是4.2V,所以超級電容的耐壓一定要高於4.2V,這裡我用的是5.5V的超級電容。在PCBA上實測,用780mA的充電電流充滿7.5F的電容需要約1分鐘,當然,實際工作時,電壓不用完全充滿到4.2V,由於恆壓充電階段充電電流很小,所以實際並不需要充滿1分鐘就可以起到後備電源的作用了。在充滿狀態下,能維持設備工作40s以上。使用鋰電池充電IC完美解決超級電容充電的問題。[大笑]