拓爾微IM5200同步buck控制器，解決超級電容組充電痛點

作者：充電頭網

超級電容為什麼“超級”？

但凡名稱前被冠以“超級”二字，必有其“任性”之處。 “超級”電容，主要是因為它的高能量密度特點，與傳統的電解電容相比，其容量高出幾個量級。超級電容（EDLC：雙電層電容器）是指像陶瓷電容器和電解電容器一樣沒有電介質的電容器。與其他電容器相比時超級電容的定位就顯現出來了。超級電容的容量達到了從數百mF到1F，比其他電容器的容量要高。

超級電容的優勢在於其充放電次數顯著多於傳統鉛酸電池，同時能夠更迅速地吸收能量而不減少其預期壽命。這些特點還使超級電容對工業後備電源系統、快速充電無繩電動工具和遠端感測器具有吸引力，因為對這些應用來說，頻繁更換電池是不切實際的。

多系統配置都使用超級電容組作為後備能量儲存元件。

圖四所示採用超級電容的供電系統應用框圖，其中的負載是需要穩定電壓（3。3V、5V、12V等）的器件。21V主電源為正常工作的DC-DC2供電，同時透過DC-DC1為超級電容組充電，使其電壓達到12。6V。當主電源斷開時，超級電容組向DC-DC2供電，以維持負載的連續執行。

如何為超級電容組充電？當超級電容電壓為0時，由於高電容值，DC-DC1需要在輸出電壓低，甚至輸出短路的條件下，進行工作。常規DC-DC1可能陷於打嗝模式而無法為超級電容充電。為了保護超級電容和DC-DC1，在充電階段開始時需要附加的電流限制功能。一種令人滿意的解決方案是讓DC-DC1 在極低的輸出電壓的條件下，提供連續充電電流。

拓爾微IM5200 解決超級電容充電，滿足12V/16A 充電規格高效電源方案：

IM5200 是一款同步高效buck控制器，主要用於寬輸入的buck應用。其控制方式為峰值電流控制模式，可在瞬態條件下實現最優效能。輸出電壓可由 FB 引腳的分壓電阻設定，也可由 I2C 介面配置（3V到21V，200mV/檔）。

還具有軟啟動時間可調的功能，並提供多種保護功能，包括輸入欠壓保護、逐週期峰值電流保護、輸出過載保護（OLP）、輸出過壓保護（OVP）和過溫保護（OTP）。

輕載下，IM5200還有兩種工作模式可供選擇：電感電流強制連續導通模式 （FCCM）或電感電流斷續模式（DCM） 。

IM5200驅動外接NMOS，提供高效大電流大功率輸出；針對超級電容可提供16A輸出大電流充電，電路應用圖；

IM5200 DEMO測試電路板及PCB示意圖：

IM5200 超級電容組充電波形：

1、輸入電壓15。5V to 12。6V/16A充電波形；充電時間：96。4S

CH1：Vin；CH2：SW；CH3：V_cap；CH4：I_charge ；

2 、輸入電壓21。5V to 12。6V/16A充電波形；充電時間：88。4S

CH1：Vin；CH2：SW；CH3：V_cap；CH4：I_charge ；

3 、IM5200 超級電容組充電，輸入電壓21。5V to 12。6V/16A充電溫升；MOS最高溫：90。9  （可以選擇更大封裝、更低阻抗MOS獲得更低溫）

除此之外，拓爾微還提供多款高效大功率Buck，Buck-Boost控制器，可滿足更多超級電容不同需求的應用充電方案：