Utilisation d'un supercondensateur comme sauvegarde pour MCU

J'ai ce projet qui nécessite une sorte d'alimentation de secours. et je prévois d'utiliser un super cap 5V 4F.

il y a mes questions:

Je prévois de charger le capuchon avec une diode et une résistance de 100 ohms à un VCC 5V (bonne idée?). comment puis-je connecter le capuchon au MCU. la connexion directe ne fonctionnera pas car il faudra un certain temps au chargeur pour se recharger.
Normalement, le circuit consommera 20mA, en mode hors tension, il utilisera environ 200uA, combien de temps durera ce cap 4F?

microcontroller power supercapacitor

— Atmega 328
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+1 pour le nom d'utilisateur (et aussi la question intéressante).

— Architecte électrique

J'ai déjà construit ces circuits. Le supercap est destiné à la sauvegarde UNIQUEMENT. À 200 µA, il durera quelques jours au maximum, en fonction de la tension de décrochage du MPU. Le MPU devra utiliser une broche pour contrôler la source d'alimentation ou utiliser 2 diodes à faible fuite. L'un pour l'alimentation principale, l'autre pour charger le super-cap. Un mosfet à canal P entraîné par une broche OC fournirait la pleine puissance au MPU lorsqu'il se réveillerait. Je suppose que le MPU cesse de fonctionner à 2 à 3 volts. Veuillez fournir plus de détails sur le MPU.

— Sparky256

haha littéralement un ATMEGA 328 qui demande simplement des conseils pour que le projet utilise sa propre alimentation de secours

— KyranF

Si vous n'êtes pas lié à ce processeur spécifique et avez besoin d'une durée de vie plus longue, il existe des micros qui prennent moins de 1 uA pendant le sommeil.

— Brian Drummond

Cela peut aider: l' utilisation d'un condensateur pour maintenir le circuit sous tension pendant 1 s après la déconnexion de la batterie?

— Ayhan

Réponses:

En supposant des conditions idéales, c'est-à-dire pas de courant de fuite dans le condensateur et les autres parties du circuit.

Cas 1: votre microcontrôleur fonctionne et consomme 20 mA. Supposons que votre micro-contrôleur fonctionne correctement jusqu'à ce que la tension atteigne 4V. Cependant, pour l'atmega 328, vous pouvez le faire fonctionner à des tensions encore plus basses si vous choisissez de le faire fonctionner à une fréquence d'horloge inférieure.

En supposant 20 mA à 5 V, votre résistance de charge sera de 5 V / 0,02 A = 250 ohms

Voici la théorie complète en une seule image:

Vo initial = 5V et Vc final = 4V. La résolution du temps donne 225 secondes.

Cela signifie que votre microcontrôleur continuera de fonctionner pendant 225 secondes supplémentaires après la coupure de courant, à condition que le condensateur soit chargé à 5 V.

Cas 2: votre microcontrôleur est en mode hors tension et consomme 200 uA.

R = 25000 ohms.

La résolution du temps donne 6,25 heures.

C'est le temps maximum théorique que vous obtenez. Les choses ne peuvent pas aller mieux, sauf si vous prévoyez d'exécuter votre contrôleur à une fréquence d'horloge inférieure.

Juste pour votre référence, Atmega328 peut fonctionner à partir de 1,8 V. Pour cela, vous obtenez un temps compris entre 17 minutes et 28,33 heures

Ce sont des valeurs théoriques. Les valeurs pratiques seront encore moindres en raison de fuites dans votre diode, le condensateur lui-même et d'autres éléments de circuit.

— Whiskyjack
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Cela dépend du régulateur, mais je suppose une charge de courant constante en l'absence de meilleures informations.

— Sean Houlihane

Pour la connexion de la batterie à la broche VCC du MCU, vous pouvez utiliser une simple diode double "OU" avec des diodes à faible chute vers l'avant. Cela signifie que VCC est perdu, le capuchon arrête toujours de se charger et l'entrée de diode pour VCC va chuter, mais l'entrée de diode pour Cap-> MCU du VCC continuera jusqu'à ce que la courbe de décharge indiquée par Whiskeyjack atteigne un point critique où le brun d'Atmega -le circuit de détection se déclenche et s'arrête. Vous voudrez peut-être vérifier vos fusibles de paramètres pour la tension de détection de brunissement, c'est assez important.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Remarque: Les numéros de pièce des diodes ne sont que des valeurs par défaut dans le circuit maker. Trouvez des diodes à chute directe de 300 à 400 mV.

— KyranF
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À peu près le même circuit auquel je pensais. Les diodes Schottky auront moins de Vdrop, mais ont tendance à avoir un courant de fuite élevé. Cela peut être un point discutable avec un drain de courant inactif de 200 uA pour le MPU. Le temps d'inactivité maximum avant l'arrêt semble être de 1 jour ou moins.

— Sparky256

Pour construire votre circuit, je suggérerais d'utiliser un chargeur IC à super-condensateur. LTC fabrique d'excellents produits, et quelque chose de similaire au LTC4425 vous serait très utile. Cela fera un excellent travail de gestion des super-condensateurs.

En outre, 20 mA est un courant raisonnablement élevé provenant d'un super-condensateur, vous devez donc faire attention à l'ESR ou à la résistance de série équivalente. Tous les vrais condensateurs ont une résistance parasite à l'intérieur qui est modélisée dans le circuit comme en série. À 30 ohms et 20 mA, vous verrez une chute de 0,6 V, ce qui est tout à fait un gaspillage. Assurez-vous de trouver quelque chose dans la gamme 30mohm.

— Brian Dohler
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