コンデンサを使用した電力損失保護の支援

ログデータをSDカードに保存する回路を設計しています。情報は、これが接続される親回路から送られます。親回路はドーターカードに5Vを供給します。ドーターカードは3.3Vで動作するMCUを使用しているため、5Vから電圧を降圧するためにいくつかのダイオードを使用しています。

私の課題：電源障害が発生した場合、ドーターカードのMCUが主電源の喪失を感知し、すぐにデータをRAMからSDカードにフラッシュし、シャットダウンする前にアイドル状態にしたい。SDカードに書き込むときに、書き込み手順の途中で電源が切れると、破損が発生する可能性があります。

大きなコンデンサを使用して、電力を少しだけバッファリングすることを考えています。私は本当に素晴らしい仕事をするいくつかのMCUスーパーバイザICがあることを知っていますが、それらは何日間も電力を維持する必要がある場合を対象としています。せいぜい1〜2秒で十分です。ただし、コンデンサの電力がICのしきい値を下回ると、MCUがオンまたはオフにならないように注意する必要があります。誰かが回路図を持っていますか、またはこれについてどのようにすべきかについての提案を提供できますか？

これが私がこれまで持ってきたものです...（.5Fキャップは私の電源バックアップコンデンサです）

ダイオードを使用して電圧を下げますか？ああ。3.3Vレギュレータを使用します。それはまさに正しいことです。あなたやあなたの顧客はあなたがそれをやったことを嬉しく思うでしょう。

一般的に、あなたは正しい考えを持っています。.5Fは少し大きすぎるかもしれませんが、巨大なキャップを使用してください。

コンパレータを使用する代わりに、分圧器を使用して、PICの割り込みオンチェンジピンの1つに出力を実行できます。5Vがアクティブなときに入力が最大Vihを少し超えるように分圧器を設定します。これには、ソースが削除されると5Vをより速く引き下げるという追加のボーナスがあります。

バッテリーとパワーマルチプレクサを使用することもできます。5Vがなくなると、マルチプレクサはバッテリー電源に切り替わります。 http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=422&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T

同様ajs410とトーマスの言う、ダイオードを使用して3.3Vに5Vから行くために落ちる™悪い考えです。それは、あなたが学校で言われたことにもかかわらず、ダイオード電圧は一定ではないからです。3つのダイオードドロップは、おおよそ2.3Vから3.2Vの間の何でも与えるかもしれません。$\mu$CまたはSDカード。
まず、D4を、リーク電流が1 未満のBAT54のようなショットキータイプに置き換えることから始めます。$\mu$典型的な。これにより、バッファコンデンサ用に数百mVの余分な容量が得られます。

次に3.3V電源があります。Microchip MCP1703のように、グラウンド電流がわずか2の低グラウンド電流LDOを使用します。$\mu$A.（セイコーS-812C40は私のお気に入りで、さらに優れたスペックを持っていますが、少量では入手できないようです。）

次に、5V電源の喪失を検出します。このため、私は通常MAX809を使用します。これにより、入力電圧が特定のしきい値を下回ると、出力信号が低くなります。5Vの電源しきい値電圧には4.63V、4.55V、4.38Vが利用可能です。MAX809の出力は、$\mu$Cの割り込みピン。5Vが低下するとすぐに警告が表示され、バッファをSDカードに遅延なく書き込むことができます。

あと1ポイントだけです。バッファコンデンサのサイズです。SDカードに書き込むときに、3.3V電源からどれだけの電流が流れているかを知る必要があります。これが20mAだとしましょう。定電流が流れると、コンデンサの電圧は直線的に減少します。

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

または

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

さらに、バッファをSDカードに書き込むために100msが必要であると仮定します。次に、残りの変数は$\Delta V$。最初は5Vから1ショットキーダイオードドロップを差し引いて、4.5Vにしました。MCP1703の最小電圧ドロップアウトは725mVなので、4Vまで下げることができます。$\Delta V$= 0.5V。その後

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

今、私が使用した値は大まかな推定値であり、正しい数値で計算を行う必要がありますが、この推定値は、深刻な安全マージンを提供しますが、結局0.5Fスーパーキャップは必要ないかもしれないことを示しています。たとえば、バッファをSDカードにフラッシュするには、100ミリ秒ではなく10秒かかります。

（セイコーS812Cのドロップアウトは120mVしかないので、これにより、許容される電圧の低下が2倍になり、その結果、使用可能な時間が短縮されます。）

これに対する解決策は、マイクロコントローラのコンパレータを使用することです。

使用しているマイクロコントローラーについては言及しなかったので、実際にチップ上にコンパレーターがあるかどうかを推測するだけです。マイクロに電圧リファレンスがある場合は、さらに良いでしょう。

しかし、そうであれば、ISRにジャンプするように割り込みを設定できます。ISRは、クロック（可能な場合）を低電力ルーチンに切り替えてからシャットダウンできます。低頻度で実行している場合は、保存の実行にはるかに長い時間がかかる可能性があります。ただし、保存により多くのサイクルがかかるというトレードオフがあります。