슈퍼 커패시터의 전력 마이크로 컨트롤러

1.8V에서 3.3V까지 작동하는 uC가 있습니다. 전류 소비는 슬립 모드에서 약 20uA이고 활성 상태에서 약 12mA입니다. uC는 1 분마다 약 100ms 동안 활성 상태가됩니다.

그래서 Vishay 슈퍼 캡 (2.8V에서 15F, 1kHz에서 1.2O의 ESR로 15F)으로 전원을 공급하려고합니다.

Math는 전압이 1.8V로 떨어지기 전에이 캡에서 약 4.10mA를 끌어낼 수 있으며,이 시점에서 마이크로가 셧다운된다고 말합니다.

그래서 .. 질문 : 내가 뭔가를 놓치고 있습니까? 슈퍼 캡과 마이크로 사이에 작은 전해액을 추가해야합니까? 전압의 급격한 상승 가능성을 제한하는 작은 제너? 커패시터에서 조금 더 나가려면 벅 부스트 컨버터를 추가해야합니까?

또한 .. 마이크로 컨트롤러에서 브라운 아웃 감지를 비활성화하면 커패시터에서 10 % 더 많은 전하를 끌어낼 수 있습니까? 마이크로 출력이 횡설수설하는 경우 오류 점검을 구현할 수 있는데, 이는 일반적으로 브라운 아웃 감지가 비활성화 된 저전압 시나리오에서 발생합니다.

microcontroller power-supply capacitor

— 닉 M
소스

저전압으로 인해 마이크로 출력이 횡설수설하면 해당 마이크로 에서 실행되는 모든 오류 수정 도 횡설수설입니다.

— AaronD

왜 오류를 생성 할 수있는 동일한 마이크로에서 오류 검사 코드를 실행하고 싶습니까? 다운로드시 데이터에 오류가 있는지 확인합니다. (원래 게시물에 명확하지 않은 경우 죄송합니다)

— Nick M

1.2Ω의 ESR에서 4.1mA의 부하가 ~ 5 밀리 볼트의 전압 강하를 생성하지 않습니까? (0.0049V = 0.0041A * 1.2Ohms)

— Sam은

아, 그것은 데이터 로거입니다. 횡설수설 한 내용을 저장해도 괜찮다고 가정하면 여전히 주소 지정이 올바른지에 대한 의문이 있습니다. 말 그대로 아무것도 저전압 시나리오에서 횡설수설 될 수 있습니다 데이터, 프로그램 카운터,에 저장 할 수있는 주소, 심지어 지침 자신을 저장 할 수 있습니다. (프로그램은 여전히 저장되어 있지만 잘못 가져 오거나 실행될 수 있습니다)

— AaronD

프로그램과 데이터 모두에 동일한 스토리지를 사용하는 경우 특히 위험합니다. 온칩이든 오프 칩이든 관계없이 별도의 EEPROM이없는 경우에는 거의 문제가 없습니다. 글쓰기 주소가 횡설수설이되면 어떻게 되나요?

— AaronD

답변:

당신의 매개 변수로부터, 슈퍼 캡은 일정한 12mA 드로우에서 1848 초 안에 1.8v로 방전됩니다.

비 티 (에스 이자형 씨 영형 엔 디 에스) = 씨 (V 씨 ㅏ 피 미디엄 ㅏ 엑스 - V 씨 ㅏ 피 미디엄 나는 엔) / 나는 미디엄 ㅏ 엑스

$Bt(seconds) = C(Vcapmax - Vcapmin) / Imax$

매분 100ms 동안 만 활성화되면 듀티 사이클은 다음과 같습니다.

100 미디엄 에스 / 60000 미디엄 에스 = 0.0016667

$100ms / 60000ms = 0.0016667%$

약 110 만 분, 또는 약 2 년 동안 지속됩니다. 그러나 슬립 모드 드로우는 제외됩니다. 20uA에서 흥미롭게도 총 활성 모드 전력 소비는 총 수면 모드 전력 소비와 거의 같으므로 수면 모드 (총 시간의 99.84443 %)를 포함하여 장치가 지속될 것으로 쉽게 추정 할 수 있습니다. 완전 충전 된 상태에서 1.8V까지 약 1 년 동안 손실이 너무 많지 않으면 고효율 벅 부스트를 추가하여이를 상당히 확장 할 수 있습니다. 일부 최신 부스트 컨버터는 최저 0.25v에서 1.8v를 출력 할 수 있습니다.

— 술취한 코드 원숭이
소스

이제 또 다른 질문은 슈퍼 캡의 내부 누출량은 얼마입니까? 무시할 수도 있고 시스템을 지배 할 수도 있습니다.

— AaronD

사양서를 읽으십시오. 누출은 몇 시간 또는 며칠 동안 높지만 그 시간에는 무시할만한 수준으로 떨어집니다. 전해액을 컨디셔닝하는 데 시간이 필요합니다.

— Sparky256

커패시터의 누출에 대한 좋은 생각. 보드에있을 수있는 입력 핀의 누수, 패시브 등도 명심하십시오. 20µA는 소량이므로 어떤 것도 그 수치에 상당히 합칠 수 있습니다. 슈퍼 캡 대신 간단한 리튬 1 차 배터리 (충전식 배터리 아님)를 고려합니다. 그들은 몇 년 동안 자신의 책임을 유지하고 매우 비용 효과적입니다. 그들은 당신에게 3.6V를 제공하지만 아마도 당신은 그것을 해결할 수 있습니다.

— Guillermo Prandi

Drunken의 답변은 정확하지만 한 가지 중요한 것이 빠져 있습니다. 슈퍼 캡 ESR을 고려해야합니다. 슈퍼 캡의 경우, 일반적으로 100 옴 범위에 있으며 MCU가 활성화되어있을 때 1V 이상의 전압 강하가 발생하여 종료됩니다.

따라서 100ms의 활동 동안 전압을 유지할 수있는 ESR이 낮은 일반 캡이 있어야합니다. 1000 uF 전해액과 같은 것이 반드시 적절할 것입니다.

또한 캡 누출을 점검하십시오. 슈퍼 캡과 병렬 전해 모두. 이 전류는 대기 MCU 전류에 비해 상당히 클 수 있습니다. 그러나 데이터 시트에는 거의 언급되어 있지 않습니다. 테스트해야 할 수도 있습니다.

— 어둑한
소스

이 제품은 1kHz에서 ESR 1.2O를 갖습니다

— Nick M

그것은 슈퍼 캡의 지옥입니다. 이 경우 병렬로 큰 추가 캡이 필요하지 않습니다. 짧은 전류 스파이크로 인한 전압 강하와 MCU에 가까운 일반적인 100n을 방지하기 위해 10u 세라믹을 넣으십시오.

— 흐리게

벅-부스트를 추가하는 경우 사양 시트에 필요한 캡이 충분해야합니다. 선형 저 드롭 아웃 레귤레이터를 사용하는 경우에도 레퍼런스 디자인의 일반적인 10uF 캡이면 충분합니다. 선택한 한도 및 추가 한도에주의해야합니다. ESR은 총 시스템 손실에 추가됩니다. 모든 풀업 저항 또는 트랜지스터도 마찬가지입니다.

— Drunken Code Monkey

@Drunken이 말한 것. 그건 그렇고, 당신은 술 취한 원숭이에 대해 놀랍도록 관련있는 말을하고 있습니다. 내가 술에 취했을 때 나는 똑똑하지도 않고 원숭이도 아니에요 ... 어쨌든, 모든 라운드를 마신다! 어 ... 모든 라운드를 찬성!

— 희미한

PS 세라믹은 누설 전류에서 일주일 내내 전기를 이길 수있다-이것은 큰 X5R 또는 X7R 칩 세라믹 (최대 100 + μF!)을 활용 하는 훌륭한 애플리케이션이다

— ThreePhaseEel