ไมโครคอนโทรลเลอร์พลังงานจากตัวเก็บประจุซุปเปอร์

ฉันมี uC ที่ใช้กับ 1.8V ถึง 3.3V การบริโภคในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 20uA ในโหมดสลีปและประมาณ 12 mA ในสถานะใช้งาน uC จะเข้าสู่สถานะแอคทีฟประมาณ 100 ms ทุกนาที

ดังนั้นฉันจึงพยายามที่จะขับเคลื่อนสิ่งนี้จาก Vishay super cap: 15F ที่ 2.8 โวลต์พร้อม ESR ที่ 1.2O ที่ 1kHz

คณิตศาสตร์บอกว่าฉันสามารถดึงประมาณ 4.10 mA จากฝานี้ก่อนที่แรงดันจะลดลงถึง 1.8 โวลต์ที่จุดนี้ไมโครจะปิดตัวลง

ดังนั้น .. คำถาม: ฉันหายไปบางอย่าง? ฉันควรเพิ่มอิเล็กโทรไลต์เล็ก ๆ ระหว่าง super cap และ micro หรือไม่? ซีเนอร์ตัวเล็กเพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้าในที่สุด (เป็นไปได้?)? ฉันควรเพิ่มตัวแปลงบูสบูลบูสเตอร์เพื่อเพิ่มตัวเก็บประจุอีกเล็กน้อยหรือไม่

.. ถ้าฉันปิดการใช้งานการตรวจจับบราวน์เอาต์บนไมโครคอนโทรลเลอร์บางทีฉันสามารถดึงประจุออกมาจากตัวเก็บประจุได้มากกว่า 10%? ฉันสามารถนำการตรวจสอบข้อผิดพลาดไปใช้ในกรณีที่ micro เอาท์พุทซึ่งพูดพล่อยๆซึ่งมักจะเกิดขึ้นในสถานการณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำเมื่อปิดการตรวจจับบราวน์เอาต์

microcontroller power-supply capacitor

— นิคเอ็ม
แหล่งที่มา

หากไมโครเอาต์พุตไม่มีความหมายเนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าต่ำดังนั้นการแก้ไขข้อผิดพลาดใด ๆที่ทำงานบนไมโครนั้นก็เป็นสิ่งที่ไม่ชัดเจน

— AaronD

เหตุใดเราจึงต้องการเรียกใช้รหัสตรวจสอบข้อผิดพลาดในไมโครเดียวกันที่อาจสร้างข้อผิดพลาด ข้อมูลจะถูกตรวจสอบหาข้อผิดพลาดในเวลาที่ดาวน์โหลด (ขออภัยถ้าฉันไม่ชัดเจนในโพสต์ต้นฉบับของฉัน)

— นิค M

โหลด 4.1mA ของ ESR 1.2 โอห์มจะสร้างแรงดันไฟฟ้าตกได้ประมาณ 5 มิลลิโวลต์หรือไม่? (0.0049V = 0.0041A * 1.2Ohms)

— แซม

โอ้มันเป็นเครื่องบันทึกข้อมูล สมมติว่าคุณโอเคกับการจัดเก็บซึ่งพูดพล่อยๆยังคงมีคำถามว่าอยู่ของคุณถูกต้อง สิ่งที่แท้จริงสามารถพูดพล่อยๆในสถานการณ์ที่แรงดันต่ำ: ข้อมูลที่จะเก็บไว้ที่อยู่ที่จะเก็บไว้ในที่เคาน์เตอร์โปรแกรมแม้คำแนะนำตัวเอง (โปรแกรมจะยังคงเก็บไว้ถูก แต่อาจจะผิดจากความจริงหรือดำเนินการ)

— AaronD

อันตรายอย่างยิ่งถ้าคุณใช้ที่เก็บข้อมูลเดียวกันสำหรับทั้งโปรแกรมและข้อมูล หากคุณไม่มี EEPROM แยกต่างหากไม่ว่าจะเปิดหรือปิดชิปคุณก็ติดอยู่กับสิ่งนั้น ตอนนี้จะเกิดอะไรขึ้นถ้าที่อยู่การเขียนไม่ชัดเจน

— AaronD

คำตอบ:

จากพารามิเตอร์ของคุณ supercap ของคุณจะปล่อยใน 1848 วินาทีถึง 1.8v ภายใต้การดึง 12mA คงที่

B เสื้อ (s อี ค โอ n d s) = ค (V ค a พี ม. a x - V ค a พี ม. ผม n) / ผม ม. a x

$Bt(seconds) = C(Vcapmax - Vcapmin) / Imax$

หากใช้งานได้เพียง 100ms ทุกนาทีจะมีรอบการทำงานเป็น:

100 ม. s / 60000 ม. s = 0.0016667

$100ms / 60000ms = 0.0016667%$

มันจะอยู่ได้ประมาณ 1.1 ล้านนาทีหรือประมาณสองปี ที่ไม่รวมการวาดโหมดสลีปอย่างไรก็ตาม ที่ 20uA น่าสนใจพอที่การใช้พลังงานโหมดแอคทีฟโดยรวมของคุณจะเท่ากับการใช้พลังงานในโหมดสลีปทั้งหมดของคุณดังนั้นเราสามารถประเมินได้อย่างง่ายดายรวมถึงโหมดสลีป (ซึ่งจะเป็น 99.84443% ของเวลาทั้งหมด) ประมาณหนึ่งปีจากการชาร์จเต็มถึง 1.8v คุณสามารถขยายออกไปได้อีกเล็กน้อยโดยการเพิ่มประสิทธิภาพการเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงขึ้นหากคุณไม่เพิ่มความสูญเสียมากเกินไป ตัวแปลงบูสต์แบบโมเดิร์นบางตัวสามารถให้ผล 1.8V จากต่ำไปเป็น 0.25v

— รหัสลิงเมา
แหล่งที่มา

ดังนั้นตอนนี้คำถามอื่นคือ supercap มีการรั่วไหลภายในเท่าใด มันอาจจะเล็กน้อยหรือมันอาจครอบงำระบบ

— AaronD

อ่านแผ่นข้อมูลจำเพาะ การรั่วไหลสูงในสองสามชั่วโมงหรือหลายวัน แต่ลดลงถึงระดับเล็กน้อยในเวลานั้น เพียงแค่ต้องใช้เวลาในการปรับสภาพอิเล็กโทรไลต์

— Sparky256

คิดดีเกี่ยวกับการรั่วไหลของตัวเก็บประจุ โปรดทราบว่าการรั่วไหลของพินพาสซีฟ ฯลฯ บอร์ดของคุณอาจมี 20µA เป็นปริมาณเล็กน้อยดังนั้นทุกอย่างสามารถรวมกันเป็นอย่างมากได้ ฉันจะพิจารณาแบตเตอรี่ลิเธียมหลักอย่างง่าย (ไม่ใช่แบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้) แทนที่จะเป็น supercap พวกเขาเก็บค่าใช้จ่ายของพวกเขาสำหรับปีและคุ้มค่ามาก พวกเขาให้คุณ 3.6V แต่บางทีคุณสามารถทำงานออกมาได้

— Guillermo Prandi

คำตอบจาก Drunken นั้นถูกต้อง แต่มีสิ่งหนึ่งที่สำคัญขาดหายไป คุณต้องพิจารณา supercap ESR สำหรับซูเปอร์แคปพวกเขามักจะอยู่ในช่วง 100 โอห์มซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าตกมากกว่า 1V เมื่อมีการใช้งาน MCU ทำให้มันปิดตัวลง

ดังนั้นคุณต้องมีฝาปิดปกติที่มี ESR ต่ำในแบบคู่ขนานซึ่งสามารถเก็บแรงดันไฟฟ้าไว้ในช่วง 100 มิลลิวินาทีของกิจกรรม อิเล็กโทรไลต์ 1,000 ยูเอฟจะเป็นสิ่งที่เหมาะสมอย่างแน่นอน

ตรวจสอบการรั่วไหลของหมวก ทั้ง supercap และอิเล็กโทรไลต์แบบขนาน กระแสนี้อาจมีนัยสำคัญค่อนข้างจะเป็นปัจจุบันสแตนด์บาย MCU อย่างไรก็ตามมีการกล่าวถึงในเอกสารข้อมูลน้อยมาก คุณอาจต้องทำการทดสอบ

— สลัว
แหล่งที่มา

อันนี้มี ESR 1.2O ที่ 1kHz

— Nick M

นั่นเป็นขุมพลังของผู้ยิ่งใหญ่ ในกรณีนี้คุณไม่จำเป็นต้องมีขีด จำกัด ขนาดใหญ่เพิ่มเติมแบบขนาน เพียงแค่ใส่เซรามิกขนาด 10u เพื่อป้องกันแรงดันตกเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลัดวงจรและแน่นอนว่า 100n ปกติใกล้กับ MCU

— หรี่

หากคุณเพิ่มตัวเร่งแบบเสริมตัวพิมพ์ใหญ่นั้นจะต้องใช้ในแผ่นข้อมูลจำเพาะของมันควรจะเพียงพอ เช่นเดียวกันถ้าคุณใช้ตัวควบคุมการลดลงเชิงเส้นต่ำตัวพิมพ์ใหญ่ 10uF ทั่วไปในการออกแบบอ้างอิงควรเพียงพอ คุณต้องระวังตัวพิมพ์ใหญ่ที่คุณเลือกและจำนวนที่คุณเพิ่ม ESR ของพวกเขาจะเพิ่มเข้ากับการสูญเสียระบบทั้งหมดของคุณ เช่นเดียวกันสำหรับตัวต้านทานแบบดึงขึ้นหรือทรานซิสเตอร์ใด ๆ

— Drunken Code Monkey

@Runken พูดอะไร โดยวิธีการที่คุณกำลังพูดสิ่งที่เกี่ยวข้องอย่างน่าอัศจรรย์สำหรับลิงเมา ฉันไม่ฉลาดครึ่งเมื่อฉันเมาและฉันไม่ได้เป็นลิง ... อย่างไรก็ตามดื่มทุกรอบ! เอ่อ ... โหวตขึ้นทุกรอบ!

— สลัว

PS เซรามิกส์ชนะอีเลคโตรสทุกวันในสัปดาห์ที่กระแสรั่วไหล - นี่เป็นแอปพลิเคชั่นที่ยอดเยี่ยมในการใช้ประโยชน์จากเซรามิกชิป X5R หรือ X7R ขนาดใหญ่ (สูงสุด 100 + μF!)

— ThreePhaseEel