Aide à la protection contre les pertes de puissance à l'aide d'un condensateur

Je conçois un circuit stockera les données de journal sur une carte SD. Les informations proviendront d'un circuit parent auquel celui-ci se branche. Le circuit parent fournira 5V à ma carte fille. La carte fille utilise un MCU qui fonctionne à 3,3 V, donc j'utilise simplement quelques diodes pour réduire la tension de 5 V.

MON DÉFI EST: En cas de panne de courant, je veux que le MCU sur ma carte fille puisse détecter la perte d'alimentation principale, puis vider immédiatement les données de sa mémoire RAM sur la carte SD, puis se mettre en veille avant de s'arrêter. . Lorsque vous écrivez sur une carte SD, vous pouvez provoquer une corruption si vous perdez l'alimentation au milieu d'une procédure d'écriture.

Je pense à utiliser un gros condensateur pour simplement tamponner la puissance un peu. Je sais qu'il existe des circuits intégrés de supervision MCU qui feraient un très bon travail, mais ils sont destinés aux cas où vous devez maintenir l'alimentation pendant des jours. J'ai juste besoin d'une seconde ou deux au maximum. Mais je dois faire attention à ne pas laisser le MCU "scintiller" sous et hors tension car la puissance du condensateur diminue en dessous du seuil du circuit intégré. Quelqu'un a-t-il un schéma ou peut-il suggérer comment je dois procéder?

Voici ce que j'ai jusqu'à présent ... (le capuchon .5F est mon condensateur de secours)

Utiliser des diodes pour baisser la tension? Beurk. Utilisez un régulateur de 3,3 V. C'est juste la bonne chose à faire. Vous et / ou vos clients serez ravis de l'avoir fait.

Vous avez généralement la bonne idée. Utilisez un capuchon énorme, bien que .5F puisse être un peu trop énorme.

Au lieu d'utiliser un comparateur, vous pouvez utiliser un diviseur de tension et exécuter la sortie dans l'une des broches d'interruption en cas de changement du PIC. Configurez le diviseur de sorte que l'entrée soit un peu au-dessus de la Vih max lorsque le 5V est actif. Cela a l'avantage supplémentaire d'abaisser également le 5V plus rapidement une fois la source supprimée.

Vous pouvez également essayer d'utiliser une batterie et un multiplexeur d'alimentation. Lorsque le 5V disparaît, le multiplexeur passe à l'alimentation par batterie. http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=422&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T

Comme ajs410 et Thomas le disent, utiliser des gouttes de diode pour passer de 5 V à 3,3 V est une mauvaise idée ™. C'est parce que, malgré ce qu'on vous a dit à l'école, une tension de diode est tout sauf constante. Les 3 gouttes de diode peuvent vous donner à peu près n'importe quoi entre 2,3 V et 3,2 V, qui peut ou non être trop faible pour votre$\mu$C ou carte SD.
Je commencerais par remplacer le D4 par un type Schottky comme un BAT54 , qui a un faible courant de fuite <1$\mu$Un typique. Cela nous donnera quelques centaines de mV supplémentaires pour le condensateur tampon.

Ensuite, il y a l'alimentation 3,3 V. Utilisez un LDO à faible courant de terre , comme le Microchip MCP1703 , qui a un courant de terre de seulement 2$\mu$R. (Le Seiko S-812C40 est l'un de mes préférés et a des spécifications encore meilleures, mais semble avoir une mauvaise disponibilité pour de faibles quantités.)

Ensuite, vous voulez détecter la perte de votre alimentation 5V. Pour cela, j'utilise généralement un MAX809 . Cela créera un signal de sortie faible lorsque sa tension d'entrée tombera en dessous d'un certain seuil. Pour un seuil d'alimentation de 5 V, des tensions de 4,63 V, 4,55 V et 4,38 V sont disponibles. La sortie du MAX809 va à votre$\mu$La broche d'interruption de C , de sorte que vous êtes immédiatement averti lorsque le 5V tombe, et vous pouvez écrire le tampon sur la carte SD sans délai.

Il ne reste plus qu'un point: la taille du condensateur tampon . Vous devez savoir la quantité de courant que vous tirez de l'alimentation 3,3 V lors de l'écriture sur la carte SD. Supposons que ce soit 20mA. La tension du condensateur diminuera de façon linéaire lorsqu'un courant constant sera tiré:

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

ou

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

Supposons en outre que vous avez besoin de 100 ms pour écrire le tampon sur la carte SD. Alors la seule variable restante est$\Delta V$. Nous avons commencé avec 5 V moins 1 chute de diode Schottky, ce qui donne 4,5 V. La chute de tension minimale pour le MCP1703 est de 725 mV, nous pouvons donc descendre à 4 V, et$\Delta V$= 0,5 V. alors

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

Maintenant, les valeurs que j'ai utilisées sont des estimations approximatives, et vous devrez faire le calcul avec les bons chiffres, mais l'estimation approximative indique que vous n'avez peut-être même pas besoin de la supercap 0,5F après tout, bien que cela vous donne une marge de sécurité sérieuse. Vous auriez par exemple 10 secondes au lieu de 100 ms pour vider le tampon sur la carte SD.

(le décrochage pour le Seiko S812C n'est que de 120 mV, cela doublera donc votre diminution de tension autorisée et donc votre temps disponible.)

Une solution à cela consiste à utiliser les comparateurs de votre microcontrôleur.

Vous n'avez pas mentionné le microcontrôleur que vous utilisez, nous ne pouvons donc que deviner s'il a réellement des comparateurs sur la puce. Si votre micro a une référence de tension, c'est encore mieux.

Mais en supposant que ce soit le cas, vous pouvez configurer une interruption pour passer à un ISR. L'ISR pourrait commuter l'horloge (si possible) sur une routine de faible puissance, puis s'arrêter. Si vous exécutez à une fréquence basse, vous pouvez avoir beaucoup plus de temps pour effectuer la sauvegarde - le compromis est cependant que la sauvegarde prend plus de cycles.