Programmierbarer Supercap-Lader mit »Cell-Balancing«

Der LTC3225 von Linear Technology ist ein induktivitätsfreier programmierbarer Supercap-Lader für Pufferbatterie-Andwendungen in tragbaren Geräten, die kurzzeitig hohe Spitzenleistungen erfordern.

Der Chip basiert auf einer Ladungspumpen-Architektur mit geringem Schaltrauschen und kann bei einer Eingangsspannung zwischen 2,8 V und 5,5 V zwei in Serie geschaltete Supercaps auf eine feste Spannung (zwischen 4,8V und 5,3 V wählbar) aufladen. Der Ladestrom ist über einen Widerstand auf Werte bis zu 150 mA programmierbar. Die automatische Cell-Balancing-Funktion des Chips sorgt dafür, dass die Spannungen über den beiden Zellen gleich groß sind (zwischen 2,4 V und 2,65 V wählbar). Es werden keine Ausgleichswiderstände benötigt.

Durch die Cell-Balancing-Funktion wird verhindert, dass sich die beiden Supercaps infolge unterschiedlicher Kapazitäten oder Leckströme auf unterschiedlich hohe Spannungen aufladen und einer davon durch Überspannung beschädigt wird. Zugleich wird die Stromaufnahme aus den Kondensatoren minimiert. Die Supercaps werden vom LTC3225 nicht entladen, wenn die Eingangsspannung abgeschaltet oder der Eingang auf Masse gelegt wird.

Der LTC3225 hat bei geregelter Ausgangsspannung eine sehr geringe Ruhestromaufnahme von nur 20 µA. Wenn die Eingangsspannung abgetrennt wird, schaltet das IC automatisch in einen Shutdown-Modus um. Dadurch sinkt die Strombelastung der Supercaps auf weniger als 1 µA. Die komplette Ladeschaltung erfordert nur drei externe Bauelemente und beansprucht wenig Platz. Der IC sitzt in einem DFN-Gehäuse mit einer Grundfläche von 6 mm².

Der Chip eignet sich für strombegrenzte Anwendungen mit hoher Spitzenlast wie z.B. LED-Kamerablitze, PCMCIA-Tx-Bursts, HDD-Bursts und GPRS/GSM-Übertragungen. Darüber hinaus eignet er sich als Reservestromversorgung. Größere Systeme auf Baugruppenebene wie z.B. Server oder RAID/Massenspeichersysteme benötigen oft kurzzeitig hohe Spitzenleistungen; auch für solche Anwendungen sind Supercaps prädestiniert. Der Chip lädt die Supercaps automatisch nach, bietet interne Überstrom- und Übertemperaturbegrenzung und arbeitet mit einer hohen Schaltfrequenz von 1 MHz, so dass sehr kleine externe Bauelemente eingesetzt werden können.

Der LTC3225 besitzt ein kompaktes (2 mm x 3 mm) und flaches (0,75 mm) 10-poliges DFN-Gehäuse und ist für den Umgebungstemperaturbereich von - 40 °C bis 85 °C spezifiziert.