ZHDA309 September   2026 TPS61383-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2设计要求和系统结构
    1. 2.1 设计要求
    2. 2.2 系统结构
      1. 2.2.1 集中式电子锁存器系统
      2. 2.2.2 分布式电子锁存器系统
  6. 3动力总成
    1. 3.1 使用 TPS61383-Q1 的集成电子锁存器动力总成
      1. 3.1.1 超级电容器充电器功能简介
      2. 3.1.2 升压功能简介
      3. 3.1.3 超级电容器泄放
    2. 3.2 硬件设计流程
      1. 3.2.1 选择外部 MOSFET
      2. 3.2.2 电感器选型
      3. 3.2.3 超级电容器侧的电容器
      4. 3.2.4 升压输出电容器
      5. 3.2.5 环路补偿设计
      6. 3.2.6 关键注意事项
    3. 3.3 软件初始编程流程
  7. 4超级电容器能量建模基础与选型
    1. 4.1 放电曲线和截止电压
    2. 4.2 超级电容器放电能量建模
    3. 4.3 计算示例
    4. 4.4 超级电容器 Excel 计算工具
  8. 5超级电容器管理
    1. 5.1 使用 BQ76907-Q1 进行电压监测
    2. 5.2 使用 BQ76907-Q1 进行电芯均衡
      1. 5.2.1 均衡策略
      2. 5.2.2 I2C 实施
      3. 5.2.3 电芯均衡电流
      4. 5.2.4 低侧保护电路设计注意事项
    3. 5.3 超级电容器健康状态检测：TPS61383-Q1 和 BQ76907-Q1 组合解决方案
  9. 6控制单元和通信
    1. 6.1 控制单元设计注意事项
    2. 6.2 SBC 选择
  10. 7执行单元
    1. 7.1 电机驱动器结构
    2. 7.2 电机驱动器设计注意事项
  11. 8总结
  12. 9参考资料

3.1.1 超级电容器充电器功能简介

TPS61383-Q1 集成了降压充电器功能，支持通过 I2C 选择最高 7A 的充电电流。当超级电容器电压为 0V 且无法实现伏秒平衡时，降压充电器会折返其开关频率。这样，即使使用 0V 超级电容器，IC 也能实现高电流充电。在降压充电器模式下，Q2 和 Q1 作为降压桥臂开关，而 Q3 完全导通。

降压充电器结构图 3-8 降压充电器结构

TPS61383-Q1 采用针对超级电容器集成的充电曲线，为备用电池充电。当备用超级电容器电压低于目标电压（由 I2C 位 BUB_CV 和 BUB_CELL 设置）时，器件会进入 CC 充电阶段。在此阶段，器件通过 BUB_CC 位配置的 CC 电流为超级电容器充电。

超级电容器充电至其目标电压后，TPS61383-Q1 进入 CV 充电阶段。该器件会降低充电电流以调节超级电容器的电压，直到电流降至预设阈值以下，然后器件会终止充电。

如果配置为禁用重新充电（通过 I2C 位 BUB_TER），则除非切换 EN_CHGR 引脚或 CHGR_EN 位，否则器件在终止后不会重新充电。

超级电容器充电曲线，已禁用重新充电图 3-9 超级电容器充电曲线，已禁用重新充电

如果配置为启用重新充电，器件会暂停充电，并在 BUB 电压降至 VRECHG 阈值以下时自动重新充电。

图 3-10 超级电容器充电曲线，已启用重新充电

对于降压充电器，器件可用的占空比范围受 Q1 和 Q2 最短导通时间的限制，因此仅当 BUB 电压介于 1V 和 92.6% VOUT 之间时，才可以进行 400kHz 降压操作。如果 BUB 电压低于 1V 或高于 VOUT 的 92.6%，TPS61383-Q1 将触发占空比故障逻辑。

当占空比故障逻辑触发时，TPS61383-Q1 会折返其开关频率。当 BUB 电压低于 1V 时，TPS61383-Q1 会将其开关频率折返至 100kHz。这使得器件能够为 0V 超级电容器充电，而不会进入打嗝模式。

400kHz 降压充电操作图 3-11 400kHz 降压充电操作