鋰亞電池(LiSOCI2)是常用於智慧流量計的選擇,因為相較於鋰錳電池(LiMnO2)等電池化學物質,鋰亞電池可提供較高的能源密度和較佳的每瓦特成本比率。LiSOCl2電池的缺點之一在於其對峰值負載的回應較差,而這會導致可用的電池容量下降。
因此,絕對不可使用電池直接對負載供電。唯一可將尖峰電流限制在10mA以下的方法,就是採用低洩漏的功率緩衝器。德州儀器(TI)的60-nAIQ降壓/升壓轉換器TPS61094可協助延長電池續航力,同時在待機、中階和主動模式中,都能保有優異的效率。
TPS61094具有三項主要優點,首先在廣泛的負載範圍中皆具備超高效率。在VOUT=3.3V且VIN>1.5V的條件下,TPS61094對5µA至250mA負載的平均效率超過90%。因此在大多數的流量計應用實例中,都可實現高效率的電源供應器。
再者,限制從電池汲取的尖峰電流。TPS61094可在以Buckon模式運作並為超級電容器充電時,限制尖峰輸入電流,且在輔助模式下以電池向VOUT的高負載供電時,也可限制尖峰輸入電流。圖1所示為TPS61094的配置,而圖2則顯示了當VOUT有200-mA和2-s負載脈衝時的電池尖峰電流。在相位1下的高負載時,尖峰電流限制為7mA。在相位2中解除負載後,產品就會以10-mA定電流為超級電容器充電。當超級電容器電壓充回至2.0V時,產品會停止充電,但仍會繼續處於Buckon模式。
最後,在溫度範圍內,來自超級電容器的可用能源不變。一般使用多層電容器(HLC)或雙電層電容器(EDLC)做為功率緩衝器,可提高脈衝負載能力。然而,儲存在這些被動元件中的能源需視電池電壓而定。溫度降低時,電池電壓也會下降,進而使HLC或EDLC的脈衝負載能力劣化,並造成電池的供應電流增加。而TPS61094可維持超級電容器的電壓穩定,且不受溫度影響,因此能排除前述問題。
透過限制從電池汲取的尖峰電流,這款降壓/升壓轉換器可將容量最大化,並提高超級電容器的可用能源,因此相較於HLC或EDLC解決方案,系統將能在低溫條件下運作更長的時間。