スーパーコンデンサーからのパワーマイクロコントローラー

私は1.8Vから3.3Vまで動作するuCを持っています。消費電流は、スリープモードで約20uA、アクティブ状態で約12mAです。uCは毎分約100ミリ秒間アクティブ状態になります。

したがって、私はVishayのスーパーキャップから電力を供給しようとしています。2.8ボルトで15F、1kHzでESRが1.2Oです。

数学によると、電圧が1.8ボルトに下がる前にこのキャップから約4.10 mAを引き出すことができ、その時点でマイクロがシャットダウンします。

だから..質問：私は何かを逃していますか？スーパーキャップとマイクロの間に小さな電解液を追加する必要がありますか？電圧の最終的な（可能な？）スパイクを制限する小さなツェナー？コンデンサからもう少し取り出すには、バックブーストコンバーターを追加する必要がありますか？

また、マイクロコントローラで電圧低下検出を無効にすると、コンデンサから10％多い電荷を引き出すことができますか？マイクロ出力が意味不明な場合のエラーチェックを実装できます。これは通常、電圧低下検出が無効になっている低電圧シナリオで発生します。

microcontroller power-supply capacitor

— ニック・M
ソース

低電圧が原因でマイクロ出力が意味不明な場合、そのマイクロで実行されるエラー修正も意味不明です。

— AaronD 2016年

エラーを生成している可能性があるのと同じマイクロでエラーチェックコードを実行したいのはなぜですか？ダウンロード時にデータのエラーがチェックされます。（元の投稿

— Nick M

1.2オームのESRで4.1mAの負荷が発生すると、約5ミリボルトの電圧降下が発生しませんか？（0.0049V = 0.0041A * 1.2Ohms）

— Sam

ああ、それはデータロガーです。意味不明なものを保存しても問題がないと仮定しても、アドレスが正しいかどうかという問題が残っています。文字通り、低電圧のシナリオでは、何かが意味不明なものになる可能性があります。格納されるデータ、データを格納するアドレス、プログラムカウンター、さらには命令自体です。（プログラムは引き続き

— 正常に保存

プログラムとデータの両方に同じストレージを使用する場合、特に危険です。オンチップであろうとオフチップであろうと、個別のEEPROMがない場合は、かなり困っています。では、書き込みアドレスが意味不明になったらどうなりますか？

— AaronD 2016年

回答:

あなたのパラメータから、あなたのスーパーキャップは一定の12mAのドローの下で1848秒で1.8Vに放電します。

B t （ s e c o ん d s ） = C （ V c a p メートル a バツ - V c a p メートル 私 ん ） / 私 メートル a バツ

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

毎分100ミリ秒だけアクティブな場合、次のデューティサイクルになります。

100 メートル s / 60000 メートル s = 0.0016667

$100ms / 60000ms = 0.0016667%$

約110万分、つまり約2年続きます。ただし、スリープモードの描画は除きます。20uAでは、興味深いことに、アクティブモードの総電力消費量はスリープモードの総電力消費量とほぼ同じになるので、スリープモード（総時間の99.84443％を含む）を含めると、デバイスが持続すると簡単に見積もることができます。フル充電から1.8vまで約1年。高効率の昇降圧を追加することでこれを大幅に拡張できますが、損失をあまり追加しないようにします。一部の最新のブーストコンバーターは、最低0.25v入力から1.8v出力を生成できます。

— 酔ったコード猿
ソース

では、もう1つの質問は、スーパーキャップにはどのくらいの内部漏れがあるのでしょうか。無視できるか、システムを支配している可能性があります。

— AaronD 2016年

スペックシートを読んでください。漏れは数時間または数日間は高いですが、その時間までに無視できるレベルまで低下します。電解液を調整するのに時間が必要です。

— Sparky256 2016年

コンデンサの漏れについてよく考えてください。また、ボードで発生する可能性のある入力ピンのリーク、パッシブなども覚えておいてください。20µAは少量であるため、何でもその数値にかなり加算されます。スーパーキャップの代わりに、単純なリチウム一次電池（充電式ではない）を検討します。彼らは何年にもわたって料金を維持し、非常に費用対効果が高いです。彼らはあなたに3.6Vを与えますが、おそらくあなたはそれを解決することができます。

— ギジェルモプランディ2016年

Drunkenからの答えは正しいですが、欠けている重要なことが1つあります。あなたはスーパーキャップESRを考慮する必要があります。スーパーキャップの場合、それらは多くの場合100オームの範囲にあり、MCUがアクティブなときに1Vを超える電圧降下を引き起こし、MCUをシャットダウンさせます。

したがって、100 msの動作中に電圧を保持できる低ESRの並列の通常のキャップが必要です。1000 uF電解のようなものが適切であることは確かです。

キャップの漏れも確認してください。スーパーキャップと並列電解の両方。この電流は、スタンバイMCUの電流に比べてかなり大きくなる可能性があります。ただし、データシートに記載されることはほとんどありません。テストが必要な場合があります。

— 薄暗い
ソース

これは1kHzでESR 1.2Oを持っています

— Nick M

それはスーパーキャップの地獄です。この場合、このような大きな追加のキャップを並行して使用する必要はありません。短い電流スパイクによる電圧降下を防ぐために、わずか10uセラミックを挿入します。もちろん、通常の100nはMCUの近くに配置します。

— 2016年

バックブーストを追加する場合は、スペックシートで必要なキャップで十分です。リニア低ドロップアウトレギュレーターを使用する場合も同様に、リファレンスデザインの標準的な10uFのコンデンサで十分です。選択するキャップと追加するキャップの数に注意する必要があります。それらのESRにより、システム全体の損失が増加します。同じことが、プルアップ抵抗やトランジスタにも当てはまります。

— 酔ったコードモンキー

@Drunkenが言ったこと。ちなみに、あなたは酒に酔った猿のために、驚くほど関連性のあることを言っています。私は酔っ払っているときは半分ほど賢くありません、そして私も猿ではありません...とにかく、一杯飲みます！えっと…みんな投票するよ！

— 薄暗い

PSセラミックは、リーク電流で曜日を問わずエレクトロを破ります-これは、大きな X5RまたはX7Rチップセラミック（最大100 +μFまで）を活用するのに最適なアプリケーションです

— ThreePhaseEel