Помощь с защитой от потери энергии с помощью конденсатора

При разработке схемы я буду хранить данные журнала на SD-карте. Информация будет поступать из родительской цепи, в которую она подключается. Родительский контур будет подавать 5 В на мою дочернюю карту. В дочерней плате используется MCU, работающий при напряжении 3,3 В, поэтому я просто использую пару диодов для понижения напряжения с 5 В.

МОЙ ПРОБЛЕМА: В случае сбоя питания я хочу, чтобы MCU на моей дочерней плате мог определять потерю основного питания, а затем немедленно сбрасывать данные из ОЗУ на SD-карту и затем бездействовать, прежде чем она выключится , При записи на SD-карту вы можете вызвать повреждение, если потеряете мощность во время процедуры записи.

Я подумываю об использовании большого конденсатора, чтобы немного увеличить мощность. Я знаю, что есть некоторые микроконтроллеры MCU Supervisor, которые отлично справились бы с задачей, но они предназначены для случаев, когда вам необходимо поддерживать питание в течение нескольких дней. Мне просто нужна секунда или две в лучшем случае. Но я должен быть осторожен, чтобы не допустить «мерцание» MCU, когда мощность конденсатора падает ниже порога IC. Кто-нибудь имеет схему или может предложить какие-либо предложения о том, как я должен идти по этому поводу?

Вот то, что у меня есть ... (крышка 5F - это мой резервный конденсатор)

Используя диоды для сброса напряжения? Тьфу. Используйте регулятор 3.3 В. Это просто правильно. Вы и / или ваши клиенты будут рады, что вы сделали это.

У вас, как правило, правильная идея. Используйте огромную кепку, хотя .5F может быть слишком большим.

Вместо использования компаратора вы можете использовать делитель напряжения и подать выход на один из выводов прерывания при изменении PIC. Установите делитель так, чтобы вход был немного выше максимального значения Vih, когда 5V активно. Это имеет дополнительный бонус, заключающийся в том, что вы можете тянуть 5V вниз быстрее после удаления источника.

Вы также можете попробовать использовать батарею и мультиплексор. Когда 5 В уйдет, мультиплексор переключится на питание от батареи. http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=422&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T

Как говорят ajs410 и Томас , использование диодных падений от 5 В до 3,3 В является плохой идеей. Это потому, что, несмотря на то, что вам сказали в школе, напряжение на диоде не постоянное. 3 диодные капли могут дать вам что-то примерно между 2,3 В и 3,2 В, что может быть или не быть слишком низким для вашего$\mu$С или SD-карта.
Я бы начал с замены D4 на тип Шоттки, такой как BAT54 , у которого низкий ток утечки <1$\mu$Типичный Это даст нам дополнительные несколько сотен мВ для буферного конденсатора.

Далее идет источник питания 3,3 В. Используйте низкое значение тока заземления LDO , например, микрочип MCP1703 , который имеет ток заземления всего 2$\mu$О. (Seiko S-812C40 - мой любимый продукт , у него даже лучшие характеристики, но, похоже, он плохо доступен для небольших количеств.)

Затем вы хотите обнаружить потерю вашего 5V блока питания. Для этого я обычно использую MAX809 . Это создаст низкий выходной сигнал, когда его входное напряжение упадет ниже определенного порога. Для порогового напряжения питания 5 В доступны 4,63 В, 4,55 В и 4,38 В. Выход MAX809 идет на ваш$\mu$Контактный прерыватель C , так что вы сразу же получите предупреждение, когда 5V падает, и вы можете записать буфер на SD-карту без задержки.

Теперь осталось только 1 очко: размер буферного конденсатора . При записи на SD-карту вам необходимо знать, какой ток вы подаете от источника 3,3 В. Давайте предположим, что это 20 мА. Напряжение на конденсаторе будет линейно уменьшаться при подаче постоянного тока:

$\Delta V = \dfrac{I \times t}{C}$

или

$C = \dfrac{I \times t}{\Delta V}$

Далее предположим, что вам нужно 100 мс для записи буфера на SD-карту. Тогда единственная оставшаяся переменная$\Delta V$, Мы начали с 5В минус 1 диод Шоттки, дав 4,5В. Минимальное падение напряжения для MCP1703 составляет 725 мВ, поэтому мы можем понизиться до 4 В, и$\Delta V$= 0,5 В. затем

$C = \dfrac{20mA \times 100ms}{0.5 V} = 4000 \mu F$

Теперь значения, которые я использовал, являются приблизительными предположениями, и вам придется делать вычисления с правильными числами, но это означает, что вам, возможно, даже не понадобится суперкап с 0,5F, хотя это дает вам серьезный запас прочности. Например, у вас будет 10 секунд вместо 100 мс, чтобы сбросить буфер на SD-карту.

(Выпадение Seiko S812C составляет всего 120 мВ, поэтому это позволит удвоить допустимое снижение напряжения и, следовательно, ваше доступное время.)

Решением этой проблемы является использование компараторов вашего микроконтроллера.

Вы не упомянули, какой микроконтроллер вы используете, поэтому мы можем только догадываться, есть ли на чипе компараторы. Если ваш микро имеет опорное напряжение, даже лучше.

Но при условии, что это так, вы можете настроить прерывание для перехода к ISR. ISR может переключить часы (если это возможно) на режим низкого энергопотребления, а затем отключиться. Если вы работаете на низкой частоте, вам может потребоваться гораздо больше времени для сохранения - однако компромисс заключается в том, что сохранение занимает больше циклов.