數(shù)據(jù)丟失是電信、工業(yè)和汽車應(yīng)用中的一個(gè)問題，在這些應(yīng)用中，嵌入式系統(tǒng)需要可靠的電源供應(yīng)。在硬盤驅(qū)動(dòng)器和閃存執(zhí)行讀寫操作期間，突然斷電可能會(huì)損壞數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)人員經(jīng)常使用電池、電容器和超級(jí)電容器來存儲(chǔ)足夠的能量，以便在電源中斷期間短時(shí)間支持關(guān)鍵負(fù)載。

    LTC3643 備用電源允許設(shè)計(jì)人員使用相對(duì)便宜的存儲(chǔ)元件：低成本電解電容器。在這里介紹的備用或保持電源中，LTC3643 在電源存在時(shí)將存儲(chǔ)電容器充電至 40V，并在電源中斷時(shí)將其放電至關(guān)鍵負(fù)載。負(fù)載（輸出）電壓可以編程為 3V 至 17V 之間的任何電壓。

    LTC3643 很容易適合 5V 和 12V 軌的備用解決方案，但 3.3V 軌解決方案需要格外小心。LTC3643 的工作電壓為 3V，相對(duì)接近標(biāo)稱的 3.3V 輸入電壓水平。如圖 1a 所示，當(dāng)使用阻塞二極管將備用電壓源與非關(guān)鍵電路去耦時(shí)，這就太緊了。如果 D1 是一個(gè)肖特基二極管，它的正向壓降——作為負(fù)載電流和溫度的函數(shù)——可以達(dá)到 0.4V 至 0.5V，足以使 LTC3643 V IN  引腳上的電壓低于 3V 值。結(jié)果，備用電源電路可能無法啟動(dòng)。
    一種可能的解決方案是將二極管移動(dòng)到供電 DC/DC 轉(zhuǎn)換器 D2 的輸入端，如圖 1b 所示。不幸的是，在這種情況下，連接到上游 DC/DC 電源的非關(guān)鍵負(fù)載可以從備用電源獲取電力，從而為關(guān)鍵負(fù)載留下更少的能量。

    3.3V 備用電源操作

    圖 2 顯示了一種產(chǎn)生 3.3V 備用電源的解決方案，該電源使用阻斷 MOSFET 為關(guān)鍵負(fù)載保留能量。圖 1 中所示的阻塞二極管被 Q1 取代，Q1 是一個(gè)低柵極閾值電壓功率 P 溝道 MOSFET。
    在 3.3V 環(huán)境中操作備用電源的關(guān)鍵是添加串聯(lián) RA-CA 電路。啟動(dòng)時(shí)，隨著輸入電壓升高，通過電容器 CA 的電流由等式 I C  = C ? (dV/dt) 決定。該電流在 RA 上產(chǎn)生一個(gè)電位，足以增強(qiáng) Q2，一個(gè)低柵極閾值電壓小信號(hào) N 溝道 MOSFET。當(dāng) Q2 導(dǎo)通時(shí)，它將 Q1 的柵極拉至地，提供了一條從輸入電壓到 LTC3643 的電源引腳 V IN的極低電阻路徑  。一旦將 3.3V 電壓施加到轉(zhuǎn)換器，它就會(huì)啟動(dòng)，下拉 Q1 的柵極和 PFO 引腳，并開始為存儲(chǔ)電容器充電。
    當(dāng) 3.3V 電源軌達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，I C  電流減小到 RA 兩端的電壓低于 Q2 柵極閾值電平且 Q2 關(guān)閉的程度，不再影響備用轉(zhuǎn)換器的功能。此外，PFO 引腳將 R3A 接地，將 PFI 引腳電源故障電壓電平重置為 3V，以確保轉(zhuǎn)換器在輸入電壓源斷開時(shí)保持運(yùn)行。
    電路功能

    圖 3 中的波形顯示了 3.3V 電源軌啟動(dòng)時(shí)的結(jié)果。隨著輸入電壓升高，Q2 的柵極也會(huì)升高，從而將 Q1 的柵極拉低。Q1 保持增強(qiáng)狀態(tài)，允許完整的 3.3V 電壓到達(dá) LTC3643，繞過 Q1 體二極管。，Q2 的柵極電壓降至閾值電平以下，Q2 關(guān)斷——此時(shí) LTC3643 已全面運(yùn)行并控制了 Q1 的柵極。

    這里展示了 LTC3643 的多功能性：特別是它能夠限制用于為存儲(chǔ)電容器充電的升壓轉(zhuǎn)換器的充電電流。在總電流必須化的情況下，例如當(dāng)有長線路或高阻抗電壓源時(shí)?？梢詫⑸龎弘娏髟O(shè)置得相對(duì)較低，以限度地減少充電電流對(duì)輸入電壓降的影響。這對(duì)于 3.3V 電源軌尤為重要。在圖 2 中，0.05Ω 的電阻 RS 為升壓轉(zhuǎn)換器充電電流設(shè)置了 0.5A（10.5A 負(fù)載）的限制（可能設(shè)置限制為 2A）；其余的交付給負(fù)載。
    圖 4 顯示了 3.3V 軌丟失時(shí)的波形。隨著輸入電壓下降，Q2柵極電壓保持不變，接近地，Q2保持關(guān)斷狀態(tài)。相反，Q1 柵極電壓急劇上升至 3.3V。這將關(guān)閉 Q1，Q1 的體二極管充當(dāng)阻塞二極管，將負(fù)載與輸入去耦。此時(shí)備用電源接管工作，LTC3643 通過對(duì)存儲(chǔ)電容器放電向關(guān)鍵負(fù)載提供 3.3V。
    結(jié)論
    此處介紹的電路使 LTC3643 能夠用作 3.3V 電源軌的備用電源解決方案。LTC3643 通過采用低成本電解電容器作為儲(chǔ)能元件簡化了備用電源。