supercap ile çalışan RTC?

ATmega tabanlı bir mikrodenetleyici test kartı tasarlıyorum. Eklemek istediğim özelliklerden biri de Maxim DS1307 IC'ye sahip Gerçek Zamanlı Saat . Bununla birlikte, geleneksel bir madeni para büyüklüğünde pil yedeği eklemek yerine, gerçekten küçük bir süper kapasitör kullanmak istiyorum.

DS1307'nin güç çekimi tipik olarak yedekleme modunda 500nA civarındadır. Panasonic gerçekten küçük bir 0.015F 2.6v supercap yapar ve bu da işe yarayacaktır. RTC'nin bu üst sınırda ne kadar çalışacağını nasıl tahmin edebilirim?

David'in dediği gibi üst üste gelenler belli bir dereceye kadar kendi suçlamalarını sızdırıyorlar, bu da daha uzun süreler boyunca bir problem. Sızıntıyı göz ardı ederek gerekli hesaplamaları yapalım.
Sabit bir akımda bir kondansatör üzerindeki voltaj düşüşü

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

veya zaman için yeniden düzenleme:

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

$V_{BAT}$

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

Bu çok uzun değil, ama sonra da oldukça küçük bir üst kapak seçtiniz. 1F / 3V kapak zamanınızı 23 güne çıkarır, ancak burada kapağın sızıntısını hesaba katmamız gerekir, bu yüzden pratikte bu bir hafta ila iki hafta arasında olabilir.

düzenlemek
Sadece doğru RTC ve supercap seçmek uzun ömürlülüğü önemli ölçüde artıracaktır. PCF2123 RTC 1.1 V'a çalışabilir ve bir PAS311HR kapasitör 30 mF daha yüksek bir kapasitansa sahip değildir, aynı zamanda sonra denklem aşağıdaki gibi olur 3.3 V çalışabilir

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

veya bir haftadan kısa. 1F / 3.3V kapak, kendi kendine deşarj dikkate alınarak 7 ay veya muhtemelen 2 ila 3 ay boyunca iyi olur.

Uygulamada, RTC'nin kapakta ne kadar süre çalışacağını tahmin etmek zordur. Sorun, üst kapakların genellikle yüksek kaçak akıma sahip olması ve genellikle RTC'den daha yüksek olmasıdır. Panasonic veri sayfasının kaçak akımdan bile bahsetmediğini ve önerilen uygulamalarının bir hafta veya aydan fazla RTC yedeklemesine ihtiyaç duymadığını fark edeceksiniz.

Bu spesifikasyonu listeleyen herhangi bir üst kapak bulamadım. Bulabildiğim en iyi şey, 24 saat sonra 5v'lik bir kapağın, bağlantısız bırakılarak 4.2 volttan daha düşük bir değere kendi kendine deşarj olduğunu söyleyen bir NEC-Tokin kapağıydı.

Bir keresinde bir RTC'de 5v, 5 farad supercap kullandım (çipi unuttum ve bu 10 yıl önceydi) ve yedekleme süresi yaklaşık 7 veya 8 aydı. Bu, RTC çipinden maksimum akım çekme spesifikasyonunu ve kapağın kapasitans değerini kullanarak hesapladığımdan önemli ölçüde daha düşüktü. Doğru hatırlamıyorsam 1.5 ila 2.0 yıl gibi bir şey hesapladım.

Eski soru, ama paylaşmak istediğim başka bir fikir

İnsanların normal güç kaynağı açıkken üst kapağı şarj etmek isteyeceğini ve bu da diyotları devreye sokacak, (resme bakınız) RTC'nizin kullanabileceği etkili depolanmış enerjiyi azaltacak ve burada hiç kimsenin bahsetmediği önemli miktarda sızıntı yapacak.

Ben bunu particle.io üzerinde buldum Ayrıca STM mikro VBAT girişinden geri batırma akımını tolere etmediğini belirtiyorlar: Vin-0.6V'nin altındaki kapağı şarj etmeye başladığınızda. Ayrık RTCC'lerin çoğu böyle, D2'ye ihtiyacınız var. Sebep D1 oldukça açıktır, sadece RTCC'nin üst kapağın depolanmış enerjisini kullanmasını istiyorsunuz.

Schottkys'i seçmek bir ödünleşmedir (yine). Seçtiğiniz ileri voltaj ne kadar düşükse, büyük olasılıkla ters kaçak akım o kadar yüksek olacaktır. Örneğin, bir BAS-40 (SOT-23'te "S" postfix ile iki seri konfigürasyon bulabilirsiniz) 25C'de 10mA ile kapağı şarj ederseniz 0.4V voltaj düşüşüne sahip olacaktır ( veri sayfasına bakın ) ve normal sıcaklıklarda 0.1 uA sırası. Başka bir schottky seçerseniz, sızıntı kolayca on yüz kat daha yüksek olabilir. Bu, Kasi'nin bir önceki cevapta ölçtüğü değeri açıklayabilir .

Yedek RTC için ürünümüzde Süperkapasitörler kullanıyoruz. Süper kapasitör kaçak akımı neredeyse 1uA'dır. Tek bir gün için bile bir RTC'yi destekleyemez. En fazla 12-15 saat. Ancak 5 saatten az şarj edilebilir. Bu avantajlardan biri.