Sử dụng siêu tụ điện làm dự phòng cho MCU

Tôi có dự án này đòi hỏi một số loại cung cấp điện dự phòng. và tôi đang dự định sử dụng siêu nắp 5V 4F.

có những câu hỏi của tôi:

Tôi đang dự định sạc nắp bằng một diode và điện trở 100 ohm đến một VCC 5V (Ý tưởng tốt?). Làm thế nào tôi có thể kết nối nắp với MCU. kết nối trực tiếp sẽ không hoạt động vì sẽ mất một thời gian để nắp sạc lên.
Thông thường mạch sẽ tiêu thụ 20mA, ở chế độ tắt nguồn, nó sẽ sử dụng khoảng 200uA, nắp 4F này sẽ kéo dài bao lâu?

microcontroller power supercapacitor

— Atmega 328
nguồn

+1 cho tên người dùng (và cũng là câu hỏi thú vị).

— Kiến trúc sư điện

Tôi đã xây dựng các mạch trước đây. Các siêu xe chỉ dành cho sao lưu. Ở mức 200uA, nó sẽ kéo dài tối đa vài ngày, tùy thuộc vào điện áp rơi của MPU. MPU sẽ cần sử dụng ghim để kiểm soát nguồn điện là gì hoặc sử dụng 2 điốt rò rỉ thấp. Một cho sức mạnh chính, cái còn lại để sạc siêu nắp. Một mosfet kênh P được điều khiển bởi chân OC sẽ cung cấp năng lượng đầy đủ cho MPU khi nó thức dậy. Tôi giả sử MPU ngừng hoạt động ở mức 2 đến 3 volt. Vui lòng cung cấp thêm chi tiết MPU.

— Sparky256

haha nghĩa đen là một ATMEGA 328 chỉ cần tình cờ xin lời khuyên cho dự án sử dụng làm năng lượng dự phòng của riêng mình

— KyranF

Nếu bạn không bị ràng buộc với CPU cụ thể đó và cần thời gian ngủ lâu hơn, có những micrô mất dưới 1 uA khi ngủ.

— Brian Drumond

Điều này có thể giúp: Sử dụng một tụ điện để giữ cho mạch được cấp nguồn trong 1 giây sau khi ngắt kết nối pin?

— Ayhan

Câu trả lời:

Giả sử điều kiện lý tưởng tức là không có dòng rò trong tụ điện và các bộ phận khác của mạch.

Trường hợp 1: Bộ điều khiển vi mô của bạn đang chạy và vẽ 20 mA. Giả sử bộ điều khiển vi mô của bạn sẽ hoạt động tốt cho đến khi điện áp đạt đến 4V. Tuy nhiên, đối với atmega 328, bạn có thể làm cho nó chạy ở mức điện áp thấp hơn nếu bạn chọn chạy ở tần số xung nhịp thấp hơn.

Giả sử 20 mA ở 5V, điện trở tải của bạn sẽ là 5V / 0,02A = 250 ohms

Đây là lý thuyết hoàn chỉnh trong một hình ảnh:

Vo ban đầu = 5V và Vc cuối cùng = 4V. Giải quyết thời gian cho 225 giây.

Điều đó có nghĩa là, bộ điều khiển vi mô của bạn sẽ tiếp tục hoạt động thêm 225 giây sau khi bạn mất điện, miễn là tụ điện được sạc đến 5V.

Trường hợp 2: Bộ điều khiển vi mô của bạn đang ở chế độ tắt nguồn tiêu thụ 200 uA.

R = 25000 ohms.

Giải quyết thời gian cho 6,25 giờ.

Đây là thời gian tối đa lý thuyết bạn đang nhận được. Mọi thứ không thể tốt hơn thế này trừ khi bạn dự định chạy bộ điều khiển của mình ở tần số xung nhịp thấp hơn.

Chỉ cần bạn tham khảo, Atmega328 có thể chạy từ 1.8V. Đối với điều này, bạn có một thời gian từ 17 phút đến 28,33 giờ

Đây là những giá trị lý thuyết. Các giá trị thực tế sẽ còn ít hơn do rò rỉ trong diode của bạn, chính tụ điện và các thành phần mạch khác.

— Rượu whisky
nguồn

Nó phụ thuộc vào bộ điều chỉnh, nhưng tôi giả sử tải hiện tại không đổi trong trường hợp không có thông tin tốt hơn.

— Sean Houlihane

Để kết nối pin với pin VCC của MCU, bạn có thể sử dụng Diode kép đơn giản "HOẶC" với điốt thả xuống thấp. Điều này có nghĩa là khi VCC bị mất, nắp vẫn dừng sạc và đầu vào diode cho VCC sẽ giảm, nhưng đầu vào diode cho VCC của Cap-> MCU sẽ tiếp tục cho đến khi đường cong phóng điện được hiển thị bởi Whiskeyjack đạt đến điểm tới hạn trong đó màu nâu của Atmega -out mạch phát hiện khởi động và nó tắt. Bạn có thể muốn kiểm tra cầu chì cài đặt của mình để tìm điện áp phát hiện màu nâu, điều này khá quan trọng.

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Lưu ý: Số phần cho điốt chỉ là giá trị mặc định trong điều nhà sản xuất mạch. Tìm một số điốt thả xuống 300-400mV.

— KyranF
nguồn

Chỉ là về cùng một mạch tôi đã nghĩ đến. Điốt Schottky sẽ có ít Vdrop hơn, nhưng có xu hướng có dòng rò cao. Đây có thể là một điểm moot với cống hiện tại không hoạt động 200uA cho MPU. Thời gian nhàn rỗi tối đa trước khi tắt máy có vẻ là 1 ngày hoặc ít hơn.

— Sparky256

Để xây dựng mạch của bạn, tôi khuyên bạn nên sử dụng IC sạc siêu tụ. LTC tạo ra những sản phẩm tuyệt vời và một cái gì đó tương tự như LTC4425 sẽ phục vụ tốt cho bạn. Điều này sẽ làm một công việc tuyệt vời của quản lý siêu tụ điện.

Ngoài ra, 20mA là dòng điện khá cao từ một siêu tụ điện, vì vậy bạn phải coi chừng ESR, hoặc Điện trở tương đương. Tất cả các tụ điện thực sự có một điện trở ký sinh bên trong chúng được mô hình hóa vào mạch như trong loạt. Ở 30 ohms và 20 mA, bạn sẽ thấy mức giảm 0,6V, khá lãng phí. Hãy chắc chắn để tìm thấy một cái gì đó trong phạm vi 30mohm.

— Brian Dohler
nguồn