У меня есть этот проект, который требует какого-то резервного источника питания. и я планирую использовать 5V 4F Super Cap.
Есть мои вопросы:
Я планирую зарядить колпачок диодом и резистором 100 Ом на 5 В пост. Тока (хорошая идея?). как можно подключить шапку к MCU. прямое соединение не будет работать, потому что для зарядки крышки потребуется некоторое время.
Обычно схема потребляет 20 мА, в режиме отключения питания она потребляет около 200 мА, как долго будет длиться эта 4F крышка?
microcontroller
power
supercapacitor
Atmega 328
источник
источник
Ответы:
Предполагая идеальные условия, т.е. отсутствие тока утечки в конденсаторе и других частях цепи.
Случай 1: ваш микроконтроллер работает и потребляет 20 мА. Предположим, что ваш микроконтроллер будет работать нормально, пока напряжение не достигнет 4 В. Однако для Atmega 328 вы можете заставить его работать даже при более низких напряжениях, если вы решите использовать его на более низкой тактовой частоте.
Предполагая 20 мА при 5 В, сопротивление нагрузки будет 5 В / 0,02 А = 250 Ом.
Вот полная теория в одном изображении:
Начальное Vo = 5В и конечное Vc = 4В. Решение за время дает 225 секунд.
Это означает, что ваш микроконтроллер будет продолжать работать еще 225 секунд после потери питания, если конденсатор был заряжен до 5В.
Случай 2: Ваш микроконтроллер находится в режиме отключения питания, потребляя 200 мкА.
R = 25000 Ом.
Решение за время дает 6.25 часов.
Это теоретическое максимальное время, которое вы получаете. Вещи не могут быть лучше, чем это, если вы не планируете запустить свой контроллер на более низкой тактовой частоте.
Просто для справки, Atmega328 может работать от 1,8 В. За это вы получаете время от 17 минут до 28,33 часа.
Это теоретические значения. Практические значения будут еще меньше из-за утечки в вашем диоде, самом конденсаторе и других элементах схемы.
источник
Для подключения батареи к выводу VCC на MCU вы можете использовать простой двойной диод «ИЛИ» с низко-прямолинейными диодами с понижением. Это будет означать, что VCC будет потерян, крышка все равно прекратит зарядку, и диодный вход для VCC упадет, но диодный вход для VCC Cap-> MCU будет продолжать работать до тех пор, пока кривая разряда, показанная Whiskeyjack, не достигнет критической точки, где коричневый цвет Atmega срабатывает схема обнаружения, и она отключается. Кстати, вы можете проверить предохранители в настройках на наличие напряжения обнаружения, это очень важно.
смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab
Примечание. Номера деталей для диодов являются просто значениями по умолчанию для производителя схем. Найдите несколько падающих диодов на 300-400 мВ.
источник
Для построения схемы я бы предложил использовать суперконденсаторную интегральную схему зарядного устройства. LTC производит отличные продукты, и что-то похожее на LTC4425 хорошо вам подойдет. Это сделает большую работу по управлению суперконденсаторами.
Кроме того, 20 мА - это достаточно высокое потребление тока от суперконденсатора, поэтому вам следует остерегаться ESR или эквивалентного последовательного сопротивления. Все настоящие конденсаторы имеют внутри себя паразитное сопротивление, которое моделируется в цепи как последовательно. При 30 Ом и 20 мА вы увидите падение на 0,6 В, что является довольно пустой тратой. Не забудьте найти что-то в диапазоне 30 мОм.
источник