RTC ขับเคลื่อน supercap?

ฉันกำลังออกแบบบอร์ดทดสอบไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega หนึ่งในคุณสมบัติที่ผมต้องการที่จะรวมเป็นนาฬิกาเวลาจริงกับMaxim DS1307 IC แทนที่จะรวมการสำรองแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญดั้งเดิมไว้ด้วยอย่างไรก็ตามฉันต้องการใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวเล็ก ๆ จริงๆ

Power draw ของ DS1307 นั้นโดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 500nA ในโหมดสำรอง พานาโซนิคทำsupercap ขนาด 0.015F 2.6v จริง ๆซึ่งดูเหมือนว่าจะใช้งานได้ ฉันจะประมาณระยะเวลาที่ RTC จะทำงานบน supercap นี้ได้อย่างไร

เช่นเดียวกับ David บอกว่าซุปเปอร์แคปรั่วหน้าที่ในระดับหนึ่งซึ่งส่วนใหญ่เป็นปัญหาในระยะเวลานาน ลองทำการคำนวณที่ต้องการโดยไม่สนใจการรั่วไหล
แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุที่กระแสคงที่

$\Delta V = \dfrac{I \cdot \Delta T}{C}$

หรือจัดเรียงใหม่สำหรับเวลา:

$\Delta T = \dfrac{C \cdot \Delta V}{I}$

$V_{BAT}$ปกติ 3V แต่สำหรับ supercap ที่กำหนดนั้นคือ 2.6V สูงสุด ขั้นต่ำสำหรับ RTC คือ 2V ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตคือ 0.6V กรอกตัวเลขอื่น ๆ ที่ให้

$\Delta T = \dfrac{0.015F \cdot 0.6V}{500 nA} = 18000 s = \mbox {5 hours}$

ซึ่งไม่ยาวมาก แต่จากนั้นคุณก็เลือก supercap ที่ค่อนข้างเล็ก หมวกขนาด 1F / 3V จะเพิ่มเวลาของคุณเป็น 23 วัน แต่ที่นั่นเราต้องคำนึงถึงการรั่วซึมของหมวกดังนั้นในทางปฏิบัติอาจใช้เวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์ถึงหนึ่งสัปดาห์

แก้ไข
เพียงแค่เลือก RTC ที่ถูกต้องและ supercap จะปรับปรุงอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นอย่างมาก PCF2123 RTC สามารถทำงานลงไป 1.1 V และPAS311HR supercap ไม่เพียง แต่มีความจุที่สูงขึ้นของ 30 mF แต่ยังสามารถทำงานที่ 3.3 โวลต์แล้วสมการที่จะกลายเป็น

$\Delta T = \dfrac{0.030F \cdot 2.2V}{110 nA} = 18000 s = \mbox {167 hours}$

หรือสั้นเพียงหนึ่งสัปดาห์ หมวกขนาด 1F / 3.3V จะดีสำหรับ 7 เดือนหรืออาจใช้เวลา 2 ถึง 3 เดือนในการคำนึงถึงการปลดปล่อยตัวเอง

ในทางปฏิบัติมันยากที่จะประมาณระยะเวลาที่ RTC จะวิ่งบนเพดาน ปัญหาคือซูเปอร์แคปมักจะมีกระแสไฟรั่วสูงมักสูงกว่า RTC นั่นเอง คุณจะสังเกตเห็นว่าแผ่นข้อมูลของพานาโซนิคไม่ได้กล่าวถึงกระแสไฟรั่วและแอพพลิเคชั่นที่แนะนำไม่จำเป็นต้องสำรองข้อมูล RTC นานกว่าหนึ่งสัปดาห์หรือหนึ่งเดือน

ฉันไม่พบซุปเปอร์แคปใด ๆ ที่แสดงรายการสเปคนี้จริง ๆ สิ่งที่ดีที่สุดที่ฉันสามารถหาได้คือฝา NEC-Tokin ที่พูดหลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมงฝาแบบ 5v ที่ปล่อยประจุเองจะไม่ต่ำกว่า 4.2 โวลต์โดยที่ไม่ได้เชื่อมต่อ

ฉันเคยใช้ 5v, 5 farad supercap บน RTC (ฉันลืมชิปและนี่คือ 10 ปีที่แล้ว) และเวลาสำรองประมาณ 7 หรือ 8 เดือน นี่ต่ำกว่าสิ่งที่ฉันคำนวณเพียงแค่ใช้สเป็คการจับกระแสสูงสุดจากชิป RTC และค่าความจุของฝาปิด ถ้าฉันจำได้อย่างถูกต้องฉันคำนวณบางอย่างเช่น 1.5 ถึง 2.0 ปี

คำถามเก่า แต่มีข้อมูลเชิงลึกอื่นที่ฉันต้องการแบ่งปัน

ฉันคิดว่าผู้คนจะต้องการชาร์จ supercap เมื่อแหล่งจ่ายไฟปกติเปิดและนั่นจะนำไดโอดมาสู่ curcuit (ดูรูป) ลดพลังงานที่เก็บไว้อย่างมีประสิทธิภาพที่ RTC ของคุณสามารถใช้งานได้

ฉันพบมันในparticle.ioพวกเขายังพูดถึงว่า STM micro ไม่ทนต่อการจมกลับจากอินพุต VBAT เมื่อ: คุณเริ่มชาร์จฝาที่ต่ำกว่า Vin-0.6V RTCC ส่วนใหญ่นั้นเป็นแบบนั้นเช่นกันนั่นคือวิธีที่คุณต้องการ D2 เหตุผลที่ D1 ค่อนข้างชัดเจนคุณต้องการเพียง RTCC เพื่อใช้พลังงานที่เก็บไว้ของ supercap

การเลือก Schottkys จะเป็นการแลกเปลี่ยน (อีกครั้ง) แรงดันไปข้างหน้าที่คุณเลือกต่ำลงอาจเป็นไปได้ว่ากระแสรั่วไหลย้อนกลับจะสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น BAS-40 (คุณสามารถค้นหาสองชุดในการกำหนดค่าใน SOT-23 พร้อมกับ "S" postfix) จะมีแรงดันไฟฟ้าตกที่ 0.4V หากคุณชาร์จฝาที่มี 10mA ที่ 25C (ดูแผ่นข้อมูล ) และจะรั่วไหลบน คำสั่งของ 0.1 uA ที่อุณหภูมิปกติ หากคุณเลือก schottky อื่นการรั่วไหลอาจสูงกว่าสิบเท่าอย่างง่ายดาย ที่สามารถอธิบายค่าKasi ที่วัดได้ในคำตอบก่อนหน้า

เราใช้ Supercapacitors ในผลิตภัณฑ์ของเราเพื่อสำรองข้อมูล RTC กระแสรั่วไหลของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เกือบ 1uA ไม่สามารถรองรับ RTC ได้แม้แต่วันเดียว สูงสุด 12-15 ชม. เท่านั้น แต่สามารถชาร์จน้อยกว่า 5 ชั่วโมง นั่นคือหนึ่งในข้อได้เปรียบ