スーパーキャップ搭載のRTC？

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ATmegaベースのマイクロコントローラーテストボードを設計しています。含めたい機能の1つは、Maxim DS1307 ICを備えたリアルタイムクロックです。ただし、従来のコイン型電池のバックアップを含める代わりに、本当に小さなスーパーキャパシタを使用したいと考えています。

DS1307の消費電力は、バックアップモードで通常約500nAです。パナソニックはそれがうまくいくように見える非常に小さな0.015F 2.6vスーパーキャップを作ります。RTCがこのスーパーキャップで実行される時間をどのように見積もることができますか？

surface-mount rtc supercapacitor

— mr_schlomo
ソース

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CooperBussmanndigikey.com/Web%20Export/Supplier%20Content/CooperBussmann_283/…によるすばらしいアプリケーション

— AlcubierreDrive

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デビッドが言うように、スーパーキャップはある程度まで電荷を漏らします。これは主に長期間にわたる問題です。漏れを無視して必要な計算をしてみましょう。
定電流でのコンデンサ両端の電圧降下は、

$\Delta V = \dfrac{I \cdot \Delta T}{C}$

または時間の並べ替え：

$\Delta T = \dfrac{C \cdot \Delta V}{I}$

$V_{BAT}$

$\Delta T = \dfrac{0.015F \cdot 0.6V}{500 nA} = 18000 s = \mbox {5 hours}$

それほど長くはありませんが、かなり小さなスーパーキャップも選択しました。1F / 3Vの上限では、時間が23日間に増加しますが、そこではキャップの漏れを考慮する必要があるため、実際にはこれは約1週間から2週間になる可能性があります。

編集
適切なRTCとスーパーキャップを選択するだけで、寿命が劇的に向上します。PCF2123 RTC 1.1 Vまで動作することができ、及びPAS311HRのスーパーキャパシタは、30 mFでのより高いキャパシタンスを有するだけでなく、その後の式となる3.3 Vで動作することができます

$\Delta T = \dfrac{0.030F \cdot 2.2V}{110 nA} = 18000 s = \mbox {167 hours}$

または1週間足らず。1F / 3.3Vのキャップは7か月間、またはおそらく自己放電を考慮して2〜3か月間有効です。

— スティーブンフ
ソース

方程式をありがとう...私はスーパーキャップのサイズを再考する必要があると思います。1〜2日程度（おそらく0.5F程度）のものが必要になると思います。

— mr_schlomo

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実際には、RTCが上限で実行される時間を推定することは困難です。問題は、スーパーキャップのリーク電流が多く、RTC自体よりも高いことが多いことです。パナソニックのデータシートでは漏れ電流についても触れられておらず、推奨されるアプリケーションでは1週間または1か月以上RTCバックアップを必要としないことに気付くでしょう。

この仕様を実際にリストするスーパーキャップは見つかりませんでした。私が見つけた最高のものは、24時間後に5vキャップが接続されていない状態で4.2ボルト以上に自己放電したと言うNEC-Tokinキャップでした。

RTCで5v、5ファラッドのスーパーキャップを使用したことがあり（チップを忘れており、これは10年前です）、バックアップ時間は約7か8か月でした。これは、RTCチップからの最大消費電流仕様とキャップの容量値を使用して計算した値よりも大幅に低かった。私が正しく覚えていれば、1.5年から2.0年のようなものを計算しました。

そしてなぜあなたは人々が2032のようなリチウムコインセルバッテリーを使いに行かないのですか？比較的安価で、10年以上持続できます。ここで何が欠けていますか？

— Al Kepp

@DavidKessnerうーん、良い点。私の使用目的は、メインバッテリーの再充電の合間に1週間、スーパーキャップからRTCを実行することです。スーパーキャップでそれを行うことができますか、それともあまりにも多くの電流をリークしますか？

— mr_schlomo

@AlKepp CR2032は素晴らしいですが、本当に大きいです。数日だけ実行する必要がある、小さくて充電可能なRTCバックアップを探しています。

— mr_schlomo 2012

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充電式バッテリーを含む@AlKeppバッテリーは、メンテナンスの問題です。故障した場合、交換が必要です。私は10〜15年間稼働する必要がある機器を設計します。一部のリチウムはそれだけ長持ちする可能性がありますが、同じロットでも、以前に故障するリチウムも常にあります。 IFスーパーキャパシタは、仕事をすることができ、その後、スーパーキャパシタは電池に比べて多くの利点があります。

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@mr_schlomoあなたは確かにRTCバックアップの1週間にスーパーキャップを使うことができました。あなたに言えないのは、どのスーパーキャップが必要かということです。伝える唯一の方法は、1つを試して何が起こるかを確認することです。非常に大まかな近似では、計算を行ってからキャップのサイズを2倍にすることができます。

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古い質問ですが、共有したい別の洞察

私は人々が通常の電源がオンのときにスーパーキャップを充電したいと思うでしょう、そしてそれは回路にダイオードをもたらすでしょう（画像を見てください）あなたのRTCが使うことができる有効な蓄積エネルギーを減らし、ここまで誰も言及しなかったかなりの量を漏らします。

私はそれをparticle.ioで見つけました。彼らはまた、STM microがVBAT入力からのシンク電流を許容しないと述べています。ほとんどのディスクリートRTCCも同様で、D2が必要です。理由D1は非常に明白です。RTCCだけがスーパーキャップに保存されたエネルギーを使用することを望みます。

ショットキーを選択することは、トレードオフになります（まだ）。選択した順方向電圧が低いほど、おそらく逆方向漏れ電流が高くなります。たとえば、BAS-40（SOT-23で2つの直列構成を見つけることができ、 "S"接尾辞付き）は、25Cで10mAでキャップを充電すると0.4Vの電圧降下があり（データシートを参照）、さらに常温で0.1uA程度です。別のショットキーを選択すると、漏れは容易に数百倍も高くなります。それは前の回答で測定されたKasiの値を説明することができます。

— クリスチャン・セギ
ソース

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当社の製品では、バックアップRTCにスーパーキャパシタを使用しています。スーパーコンデンサの漏れ電流はほぼ1uAです。1日でもRTCをサポートすることはできません。最大12〜15時間のみ。ただし、5時間未満で充電できます。これは利点の1つです。

— カシ
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