Силовой микроконтроллер от суперконденсатора

9

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.

Ник М
источник
2
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
1
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
2
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
1
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:

7

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

ВT(sесоNds)знак равноС(ВсaпмaИкс-ВсaпмяN)/ямaИкс

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

100мs/60000мsзнак равно0.0016667

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
2
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
5

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
1
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
1
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
3
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
1
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