Trợ giúp bảo vệ mất điện sử dụng tụ điện

Tôi thiết kế một mạch sẽ lưu trữ dữ liệu nhật ký vào thẻ SD. Thông tin sẽ đến từ một mạch cha mà cái này cắm vào. Mạch cha sẽ cung cấp 5V cho thẻ con gái tôi. Thẻ con gái sử dụng MCU hoạt động ở mức 3,3V vì vậy tôi chỉ sử dụng một vài điốt để giảm điện áp từ 5V.

THỬ THÁCH CỦA TÔI LÀ: Trong trường hợp mất điện, tôi muốn MCU trên thẻ con gái tôi có thể cảm nhận được sự cố mất điện chính và sau đó ngay lập tức xả dữ liệu từ RAM sang thẻ SD và sau đó tắt máy trước khi tắt . Khi ghi vào thẻ SD, bạn có thể gây ra tham nhũng nếu bạn mất điện giữa quy trình ghi.

Tôi đang suy nghĩ về việc sử dụng một tụ điện lớn để chỉ cung cấp năng lượng cho một chút. Tôi biết có một số IC Giám sát MCU ngoài kia sẽ làm một công việc thực sự tốt nhưng chúng được dành cho các trường hợp bạn cần duy trì quyền lực trong nhiều ngày. Tôi chỉ cần một hoặc hai giây nhiều nhất. Nhưng tôi phải cẩn thận về việc không để MCU "nhấp nháy" và tắt khi công suất tụ giảm xuống dưới ngưỡng của IC. Có ai có sơ đồ hoặc có thể đưa ra bất kỳ đề xuất nào về cách tôi nên đi về điều này?

Đây là những gì tôi có cho đến nay ... (nắp .5F là tụ điện dự phòng năng lượng của tôi)

Dùng điốt để giảm điện áp? Kinh quá. Sử dụng bộ điều chỉnh 3.3V. Đó là điều đúng đắn để làm. Bạn và / hoặc khách hàng của bạn sẽ rất vui vì bạn đã làm điều đó.

Bạn có ý tưởng đúng, nói chung. Sử dụng một nắp lớn, mặc dù .5F có thể là một chút quá lớn.

Thay vì sử dụng bộ so sánh, bạn có thể sử dụng bộ chia điện áp và chạy đầu ra vào một trong các chân Thay đổi ngắt của PIC. Thiết lập bộ chia sao cho đầu vào cao hơn một chút so với Vih tối đa khi 5V hoạt động. Điều này có thêm phần thưởng là cũng kéo 5V xuống nhanh hơn sau khi nguồn được loại bỏ.

Bạn cũng có thể thử sử dụng pin và mux điện. Khi 5V biến mất, mux sẽ chuyển sang nguồn pin. http: // f Focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=422&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T

Giống như ajs410 và Thomas nói, sử dụng các giọt diode để đi từ 5V đến 3.3V là một ý tưởng tồi ™. Đó là bởi vì, bất chấp những gì bạn đã nói ở trường, điện áp diode là bất cứ thứ gì ngoài hằng số. Việc giảm 3 diode có thể cung cấp cho bạn khoảng bất cứ thứ gì trong khoảng từ 2,3V đến 3,2V, có thể có hoặc không quá thấp cho thẻ C hoặc thẻ SD của bạn. Tôi sẽ bắt đầu bằng cách thay thế D4 bằng loại Schottky như BAT54 , có dòng rò thấp <1 A điển hình. Điều này sẽ cung cấp cho chúng tôi thêm vài trăm mV cho tụ điện đệm.$\mu$
$\mu$

Tiếp theo là bộ nguồn 3,3V. Sử dụng một mặt bằng thấp hiện nay LDO , giống như Microchip MCP1703 , trong đó có một mặt đất hiện nay chỉ 2 A. (The Seiko S-812C40 là một yêu thích của tôi và có thông số kỹ thuật thậm chí tốt hơn, nhưng dường như có sẵn cho người nghèo với số lượng thấp .) $\mu$

Sau đó, bạn muốn phát hiện mất nguồn cung cấp điện 5V. Đối với điều này, tôi thường sử dụng MAX809 . Điều này sẽ tạo ra tín hiệu đầu ra thấp khi điện áp đầu vào của nó giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định. Đối với điện áp ngưỡng cung cấp 5V là 4,63V, 4,55V và 4,38V có sẵn. Đầu ra của MAX809 đi của bạn C của pin ngắt , do đó bạn ngay lập tức cảnh báo khi 5V giảm, và bạn có thể ghi các bộ đệm cho SD-card không chậm trễ. $\mu$

Bây giờ chỉ còn 1 điểm: kích thước của tụ đệm . Bạn cần biết bạn đang vẽ bao nhiêu từ nguồn cung cấp 3,3V khi ghi vào thẻ SD. Giả sử đây là 20mA. Điện áp tụ sẽ giảm tuyến tính khi rút ra một dòng điện không đổi:

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

hoặc là

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

Giả sử thêm rằng bạn cần 100ms để ghi bộ đệm vào thẻ SD. Sau đó biến duy nhất còn lại là . Chúng tôi bắt đầu với 5V trừ đi 1 diode Schottky, cho 4,5V. Mức giảm điện áp tối thiểu cho MCP1703 là 725mV, vì vậy chúng tôi có thể giảm xuống 4V và = 0,5V. Sau đóΔ $\Delta V$$\Delta V$

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

Bây giờ, các giá trị tôi đã sử dụng là các số liệu sơ bộ và bạn sẽ phải thực hiện phép tính với các số chính xác, nhưng phỏng đoán chỉ ra rằng bạn thậm chí không cần đến siêu tụ 0,5F, mặc dù nó mang lại cho bạn mức an toàn nghiêm trọng. Chẳng hạn, bạn sẽ có 10 giây thay vì 100ms để chuyển bộ đệm vào thẻ SD.

(mức giảm cho Seiko S812C chỉ là 120mV, do đó, điều này sẽ tăng gấp đôi mức giảm điện áp cho phép của bạn và do đó thời gian khả dụng của bạn.)

Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng các bộ so sánh của vi điều khiển của bạn.

Bạn đã không đề cập đến những gì vi điều khiển bạn đang sử dụng, vì vậy chúng tôi chỉ có thể đoán nếu nó thực sự có bộ so sánh trên chip. Nếu micro của bạn có một tham chiếu điện áp, thậm chí tốt hơn.

Nhưng giả sử như vậy, bạn có thể thiết lập một ngắt để chuyển sang ISR. ISR có thể chuyển đồng hồ (nếu có thể) sang thói quen sử dụng năng lượng thấp và sau đó tắt. Nếu bạn đang chạy ở tần số thấp, bạn có thể mất nhiều thời gian hơn để thực hiện tiết kiệm - tuy nhiên, sự đánh đổi là việc tiết kiệm mất nhiều chu kỳ hơn.