RTC siêu cấp?

Tôi đang thiết kế một bảng thử nghiệm vi điều khiển dựa trên ATmega. Một trong những tính năng tôi muốn đưa vào là Đồng hồ thời gian thực với IC Maxim DS1307 . Tuy nhiên, thay vì bao gồm một bản sao lưu pin đồng xu truyền thống, tôi muốn sử dụng một siêu tụ điện thực sự nhỏ.

Mức tiêu thụ năng lượng của DS1307 thường khoảng 500nA ở chế độ sao lưu. Panasonic tạo ra một siêu xe 0,015F 2,6v thực sự nhỏ , trông giống như nó sẽ hoạt động. Làm thế nào tôi có thể ước tính RTC sẽ chạy trong siêu xe này trong bao lâu?

Giống như David nói rằng các siêu xe rò rỉ điện tích của chúng đến một mức độ nhất định, mà chủ yếu là một vấn đề trong thời gian dài hơn. Hãy thực hiện các tính toán cần thiết bỏ qua rò rỉ.
Sự sụt giảm điện áp trên một tụ điện ở một dòng không đổi được đưa ra bởi

$\Delta V = \dfrac{I \cdot \Delta T}{C}$

hoặc sắp xếp lại thời gian:

$\Delta T = \dfrac{C \cdot \Delta V}{I}$

$V_{BAT}$ thường là 3V, nhưng đối với siêu tụ đã cho là tối đa 2,6V. Tối thiểu cho RTC là 2V, vì vậy mức giảm điện áp cho phép là 0,6V. Điền vào các số khác mà điều này mang lại

$\Delta T = \dfrac{0.015F \cdot 0.6V}{500 nA} = 18000 s = \mbox {5 hours}$

Nó không dài lắm, nhưng sau đó bạn cũng chọn một chiếc siêu xe khá nhỏ. Giới hạn 1F / 3V sẽ tăng thời gian của bạn lên 23 ngày, nhưng ở đó chúng tôi sẽ phải tính đến sự rò rỉ của nắp, vì vậy trong thực tế, việc này có thể kéo dài khoảng một tuần đến hai tuần.

chỉnh sửa
Chỉ cần chọn đúng RTC và siêu xe sẽ cải thiện đáng kể tuổi thọ. Các PCF2123 RTC có thể hoạt động xuống 1,1 V, và một PAS311HR supercap không chỉ có điện dung cao hơn 30 MF, nhưng cũng có thể hoạt động ở 3,3 V. Sau đó, phương trình trở thành

$\Delta T = \dfrac{0.030F \cdot 2.2V}{110 nA} = 18000 s = \mbox {167 hours}$

hoặc chỉ thiếu một tuần. Giới hạn 1F / 3.3V sẽ tốt trong 7 tháng hoặc có thể từ 2 đến 3 tháng khi tự xả.

Trong thực tế, thật khó để ước tính RTC sẽ chạy trong bao lâu. Vấn đề là siêu xe thường có dòng rò cao, thường cao hơn chính RTC. Bạn sẽ nhận thấy rằng bảng dữ liệu của Panasonic thậm chí không đề cập đến dòng điện rò rỉ và các ứng dụng được đề xuất của họ không cần sao lưu RTC trong hơn một tuần hoặc tháng.

Tôi không thể tìm thấy bất kỳ siêu xe nào thực sự liệt kê thông số này. Điều tốt nhất tôi có thể tìm thấy là một nắp NEC-Tokin cho biết sau 24 giờ, nắp 5v tự xả xuống không dưới 4.2 volt khi nó không được kết nối.

Tôi đã từng sử dụng một siêu xe 5v, 5 farad trên một RTC (tôi đã quên chip và đây là 10 năm trước) và thời gian sao lưu là khoảng 7 hoặc 8 tháng. Giá trị này thấp hơn đáng kể so với những gì tôi tính toán chỉ bằng cách sử dụng thông số rút tối đa hiện tại từ chip RTC và giá trị điện dung của nắp. Nếu tôi nhớ chính xác, tôi đã tính toán khoảng 1,5 đến 2,0 năm.

Câu hỏi cũ, nhưng một cái nhìn sâu sắc khác tôi muốn chia sẻ

Tôi cho rằng mọi người sẽ muốn sạc siêu tụ điện khi bật nguồn bình thường và điều đó sẽ mang điốt đến curcuit, (xem hình ảnh) làm giảm năng lượng lưu trữ hiệu quả mà RTC của bạn có thể sử dụng, rò rỉ lượng đáng kể không ai đề cập đến ở đây.

Tôi đã tìm thấy nó trên partic.io Họ cũng đề cập rằng micro STM không chịu được dòng điện chìm từ đầu vào VBAT khi: bạn bắt đầu sạc nắp dưới Vin-0.6V. Hầu hết các RTCC rời rạc cũng giống như vậy, đó là cách bạn cần D2. Lý do D1 khá rõ ràng, bạn chỉ muốn RTCC sử dụng năng lượng được lưu trữ của siêu xe.

Chọn Schottkys sẽ là một sự đánh đổi (một lần nữa). Điện áp chuyển tiếp bạn chọn càng thấp, rất có thể dòng điện rò ngược sẽ càng cao. Ví dụ, một BAS-40 (bạn có thể tìm thấy hai cấu hình nối tiếp trong SOT-23, với hậu tố "S") sẽ bị sụt điện áp 0,4V nếu bạn sạc nắp với 10mA ở 25C (xem biểu dữ liệu ), và sẽ rò rỉ trên thứ tự 0,1 uA ở nhiệt độ bình thường. Nếu bạn chọn một schottky khác, rò rỉ có thể dễ dàng cao hơn gấp mười trăm lần. Điều đó có thể được giải thích giá trị Kasi đo được trong câu trả lời trước.

Chúng tôi đang sử dụng Supercapacitor trong sản phẩm của mình để sao lưu RTC. Dòng rò siêu tụ điện gần 1uA. Nó không thể hỗ trợ cho một RTC ngay cả trong một ngày. Tối đa chỉ 12-15 giờ. Nhưng nó có thể được tính phí ít hơn 5 giờ. Đó là một trong những lợi thế.