Силовой микроконтроллер от суперконденсатора

У меня есть УК, который работает с 1,8 В до 3,3 В. Потребление тока составляет около 20 мкА в спящем режиме и около 12 мА в активном состоянии. ОК будет переходить в активное состояние примерно на 100 мс каждую минуту.

Поэтому я пытаюсь запитать это от супер-крышки Vishay: 15F при 2,8 В с ESR 1,2O при 1 кГц.

Мат говорит, что я могу вытащить около 4,10 мА из этого колпачка, прежде чем его напряжение упадет до 1,8 вольт, после чего микро выключится.

Итак ... вопрос: я что-то упустил? Должен ли я добавить небольшой электролит между супер колпачком и микро? Небольшой стабилитрон для ограничения возможных (возможных?) Всплесков напряжения? Должен ли я добавить понижающий повышающий преобразователь, чтобы получить немного больше от конденсатора?

Кроме того ... если я отключу обнаружение отключения питания на микроконтроллере, может быть, я смогу извлечь что-то на 10% больше заряда от конденсатора? Я могу реализовать проверку ошибок в случае, если микро-выходы не работают, что обычно происходит в сценариях низкого напряжения с отключенным обнаружением отключения.

microcontroller power-supply capacitor

— Ник М
источник

Если микро выводит тарабарщину из-за низкого напряжения, то любая коррекция ошибок, которая выполняется на этом микро, тоже тарабарщина.

— AaronD

Почему нужно запускать код проверки ошибок на том же микро, который может генерировать ошибки? данные будут проверены на наличие ошибок во время загрузки. (извините, если я не ясно в своем исходном сообщении)

— Ник М

Разве нагрузка в 4,1 мА на ESR 1,2 Ом не вызовет падение напряжения ~ 5 милливольт? (0,0049 В = 0,0041 А * 1,2 Ом)

— Сэм

О, это регистратор данных. Предполагая, что вы в порядке с хранением тарабарщины, все еще остается вопрос о том, правильна ли ваша адресация. В сценарии низкого напряжения буквально все может быть бессмысленно: данные, которые нужно сохранить, адрес, в котором они будут храниться, счетчик программ, даже сами инструкции. (программа все еще хранится в порядке, но может быть загружена или выполнена неправильно)

— AaronD

Особенно опасно, если вы используете одно и то же хранилище как для программы, так и для данных. Если у вас нет отдельного EEPROM, будь то на чипе или вне чипа, вы в значительной степени застряли с этим. Теперь, что произойдет, если адрес записи станет бессмысленным?

— AaronD

Ответы:

Исходя из ваших параметров, ваш суперкап будет разряжаться за 1848 секунд до 1,8 В при постоянном напряжении 12 мА.

В T (s е с о N d s) знак равно С (В с a п м a Икс - В с a п м я N) / я м a Икс

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

Если он активен только в течение 100 мс каждую минуту, он имеет рабочий цикл:

100 м s / 60000 м s знак равно 0.0016667

$100ms / 60000ms = 0.0016667%$

Это будет длиться ~ 1,1 миллиона минут или около двух лет. Однако это исключает рисование в спящем режиме. При 20 мкА, что интересно, общее потребление энергии в активном режиме будет примерно таким же, как и общее потребление энергии в спящем режиме, поэтому мы можем легко оценить, что, включая режим ожидания (который будет составлять 99,84443% от общего времени), ваше устройство будет работать около года от полной зарядки до 1.8в. Вы могли бы немного расширить это, добавив высокоэффективный бакс-буст, при условии, что вы не добавите с ним слишком много потерь. Некоторые современные повышающие преобразователи могут выдавать 1,8 В с 0,25 В.

— Пьяный Код Обезьяны
источник

Итак, теперь другой вопрос: сколько внутренней утечки имеет суперкап? Это может быть незначительным, или это может доминировать в системе.

— AaronD

Прочитайте спецификации. Утечка высока в течение нескольких часов или дней, но к этому времени она падает до незначительного уровня. Ему просто нужно время, чтобы привести в порядок свой электролит, и тогда все в порядке.

— Sparky256

Хорошее размышление о утечке конденсатора. Помните также о любых утечках, пассивах и т. П. На вашей плате. 20 мкА - это небольшое количество, поэтому к этому значению может быть что угодно. Я бы рассмотрел простую литиевую первичную батарею (не перезаряжаемую) вместо суперкапа; они держат свой заряд в течение многих лет и очень рентабельны. Они дают вам 3,6 В, но, возможно, вы можете решить это.

— Гильермо Пранди

Ответ Пьяного верен, но одна важная вещь отсутствует. Вы должны учитывать ESR суперкап. В суперкапах они часто находятся в диапазоне 100 Ом, что может привести к падению напряжения более 1 В при активном MCU, что приведет к его отключению.

Поэтому у вас должна быть обычная параллельная крышка с низким ESR, которая может удерживать напряжение в течение 100 мс активности. Что-то вроде 1000 мкФ электролита, безусловно, подойдет.

Также проверьте утечки крышек. И суперкап, и параллельный электролит. Этот ток может быть значительным относительно тока MCU в режиме ожидания. Тем не менее, они редко упоминаются в таблицах. Вам может понадобиться проверить.

— тусклый
источник

У этого есть ESR 1.2O на 1 кГц

— Ник М

Это адский суперкап. В этом случае вам не нужна такая большая дополнительная заглушка параллельно. Просто поместите немного керамики 10u, чтобы предотвратить падение напряжения из-за коротких пиков тока, и, конечно, обычно 100n близко к MCU.

— тусклый

Если вы добавите бакс-буст, то шапки, которые потребуются в его спецификации, должно быть достаточно. То же самое, если вы используете линейный регулятор с малым падением напряжения, типичных 10 мкФ колпачков в его эталонном исполнении должно быть достаточно. Вы должны быть осторожны с выбранными вами ограничителями и тем, сколько их вы добавляете, их ESR увеличивает общую потерю системы. То же самое касается любых подтягивающих резисторов или любых транзисторов.

— Пьяный Код Обезьяны

Что сказал @Drunken. Кстати, вы говорите удивительно важные вещи для пьяной обезьяны. Я не наполовину такой умный, когда я пьян, и я даже не обезьяна ... В любом случае, пью со всех сторон! Э-э ... Проголосуй со всех сторон!

— тусклый

Керамика PS бьет электро в любой день недели при токах утечки - это отличное приложение, чтобы воспользоваться преимуществами крупной керамики с чипом X5R или X7R (до 100 + мкФ!)

— ThreePhaseEel