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

3.2.4 升压输出电容器

设计输出电容器的主要考虑因素是在主电池发生故障且器件转换到升压模式时的输出压降要求。最小 Cout 通过以下公式计算：

方程式 4. Cout>Ioutmax×20usΔVoutmax

其中

• COUT 是输出电容

• IOUTMAX 是最大输出电流

• ΔVOUTMAX 是转换到升压模式时允许的最大输出压降

20us 是器件进入升压模式并开始切换的最长切换时间

输出纹波电压是影响 Cout 选型的另一个因素。假设电容器 ESR 为零，给定纹波所需的最小电容通过如下计算得出

方程式 5. Cout>Ioutmax×(Vout-VBUB)fsw×ΔV×Vout

其中

• IOUT 是输出电流

• VOUT 是输出 DC 电压

• VBUB 是备用电池电压

• ΔV 是所需的输出电压纹波

• fsw 为开关频率

通常，需要结合使用陶瓷电容器和大容量电解电容器，来提供低 ESR、高纹波电流和低输出电压纹波。

陶瓷电容器具有 DC 偏置降额特性，可在施加 DC 电压时显著降低有效电容。因此，在计算电容时，请检查升压 Vout 目标电压处的 DC 偏置曲线。

电解电容器具有较大的 ESR，且电解电容器的 ESR 在低温条件下会增加 10 倍以上，严重影响环路稳定性。因此，在计算环路稳定性时需确保考虑了低温条件下的 ESR。聚合物混合电容器在低温下的 ESR 通常较小，因此更推荐使用。

根据应用要求，该应用选择并联四个 10uF 陶瓷电容器的 100uF 电解电容器。