ZHCUBG4 October   2023

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 主警报电路 - 电流检测
      2. 2.2.2 麦克风电路 - 重合检测
      3. 2.2.3 备用警报电路
      4. 2.2.4 超级电容器充电电路
      5. 2.2.5 软件流程图
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 MSPM0G150x
      2. 2.3.2 TPS61094
      3. 2.3.3 TPA6211A1
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 软件概述
        1. 3.2.1.1 MSPM0 MCU 编程
        2. 3.2.1.2 外部 SPI 闪存编程
    3. 3.3 测试设置
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 主警报波形
      2. 3.4.2 主警报谐波测试
      3. 3.4.3 重合检测
      4. 3.4.4 备用电源转换
      5. 3.4.5 警报声级和备用警报运行时间
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标

2.2.4 超级电容器充电电路

图 2-5 所示为超级电容器充电和备用电源电路原理图。

GUID-20230908-SS0I-7MGK-Z4XZ-9TCQBWKH0W6L-low.svg图 2-5 超级电容器充电电路

由于 TPS61094 运行所需的超级电容器最小电压为 0.7V，因此部分超级电容器能量无法使用。

方程式 2 显示了额定电压小于 5V 的超级电容器的可用储能。

EJoules=12×C×V2-12×C×0.7 V2   {Supercapacitor VCHG<5 V}
方程式 2. EJoules=12×C×V2-0.245×C                {Supercapacitor VCHG<5 V}

在该设计中，超级电容器具有 2.7V 电压和 5F 电容，可储能 17 焦耳。使用 TPS61094 时，超级电容器的最大充电电压为 5V。方程式 3 显示了所选超级电容器的额定电压为 5V 或更高时的可用储能。

EJoules=12×C×5 V2-0.245×C    {Supercapacitor VCHG≥5 V}
方程式 3. EJoules=12.255×C                                   {Supercapacitor VCHG≥5 V}

如表 2-1 所示，VIN 必须比目标 VOUT 高 100mV，才能进入自动降压模式并为超级电容器充电。因此，目标 VOUT 设置为 3V。通过将一个 3kΩ 电阻连接到 OSEL 引脚来设置该值。一旦输入电压 VIN 下降至低于目标电压，即开始进行升压操作。有关电源转换波形，请参阅图 3-7 和图 3-8。

表 2-1 运行模式
模式EN模式BYPASS升压BUCK功能
强制旁路00√××导通旁路 MOSFET，关断升压或降压，VOUT = VIN
真正关断01×××旁路断开，关断升压或降压，VOUT = 0V
强制降压10√×√启用降压，导通旁路 MOSFET，VOUT = VIN，同时为超级电容器或备用电池充电
自动降压或升压11√×√启用降压，当 VIN > 目标 VOUT + 100mV 且 VOUT > 目标 VOUT 时，超级电容器通过降压充电
11√√×启用升压和旁路；当 VOUT + 100mV > VIN > 目标 VOUT 并且 VOUT = 目标 VOUT 时，VOUT 由 VIN 通过旁路供电以及由超级电容器通过升压供电。
11×√×启用升压；当 VIN < 目标 VOUT 时，VOUT 由超级电容器通过升压供电。