RTC, що працює на суперкап?

Я розробляю тестову плату мікроконтролерів на основі ATmega. Однією з особливостей, які я хочу включити, є годинник у режимі реального часу з IC Maxim DS1307 . Замість того, щоб включати в себе традиційну резервну копію акумуляторної батареї, я хочу використовувати дійсно невеликий суперконденсатор.

Витрата потужності DS1307 зазвичай становить близько 500 нА в режимі резервного копіювання. Panasonic робить дійсно невеликий суперкап 0.015F 2.6V, який виглядає, що він би спрацював. Як я можу оцінити, як довго RTC буде працювати на цьому суперкап?

Як каже Девід, суперкапсеї певною мірою просочують заряд, що, головним чином, є проблемою протягом більш тривалого періоду часу. Зробимо необхідні розрахунки ігноруючи витік.
Падіння напруги на конденсаторі при постійному струмі задається числом

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

або перестановка на час:

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

$V_{BAT}$ як правило, становить 3 В, але для даного суперкапа максимальний 2,6 В. Мінімальний для RTC - 2В, тому допустимий перепад напруги - 0,6В. Заповнення інших цифр це дає

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

що не дуже довго, але тоді ви також вибрали досить маленький суперкап. Кришка 1F / 3V збільшить ваш час до 23 днів, але там нам доведеться враховувати витік кришки, тому на практиці це може бути від тижня до півтора тижня.

редагування
Просто вибір правильного RTC і суперкапа значно покращить довговічність. PCF2123 RTC може працювати до 1,1 V і PAS311HR SuperCap не тільки має більш високу ємність 30 мкФ, але може також працювати на 3,3 В. Тоді рівняння стає

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

або не вистачає одного тижня. Кришка 1F / 3.3V була б корисною протягом 7 місяців або, можливо, від 2 до 3 місяців, враховуючи саморозряд.

На практиці важко підрахувати, як довго RTC буде працювати на кришці. Проблема полягає в тому, що у суперзаглушків часто високий струм витоку, часто вищий, ніж сам RTC. Ви помітите, що таблиця даних Panasonic навіть не згадує струм витоку, і їх рекомендовані програми не потребують резервного копіювання RTC більше тижня чи місяця.

Я не зміг знайти жодної суперкапки, яка насправді перераховує цю специфікацію. Найкраще, що я міг знайти, - це ковпачок NEC-Tokin, який сказав, що через 24 години 5В ковпачок самостійно розряджався до не нижче 4,2 вольт, коли його не було підключено.

Я колись використовував 5v, 5 farad supercap на RTC (я забув чіп, і це було 10 років тому), і час резервного копіювання становило близько 7 або 8 місяців. Це було значно менше, ніж те, що я обчислював лише за допомогою максимуму виведення струму з чіпа RTC та значення ємності ковпачка. Якщо я правильно пам’ятав, я підрахував щось на зразок 1,5–2,0 року.

Старе питання, але я хочу поділитися іншим розумінням

Я припускаю, що люди захочуть зарядити суперкап, коли нормальне джерело живлення ввімкнеться, і це приведе діоди до струму, (див. Зображення), зменшуючи ефективну накопичену енергію, яку може використовувати ваш RTC, витікаючи значну кількість, про яку ніхто досі не згадував.

Я знайшов це на particle.io Вони також згадують, що STM micro не переносить потоку потоку назад від входу VBAT, коли: ви починаєте заряджати ковпачок, що нижче Vin-0.6V. Більшість дискретних RTCC теж подібні, тому вам потрібен D2. Причина D1 досить очевидна, ви хочете, щоб тільки RTCC використовувала накопичену енергію суперкапа.

Вибір Шоткі буде компромісом (ще раз). Чим нижче напруга вперед ви виберете, швидше за все, тим вище буде зворотний струм витоку. Наприклад, BAS-40 (ви можете знайти два послідовних конфігурації в SOT-23, з поштовим індексом "S") буде падіння напруги 0,4 В, якщо ви заряджаєте ковпак на 10mA при 25C (див. Таблицю даних ), і витікатиме на порядку 0,1 мкА при нормальних температурах. Якщо ви вибрали інший шоткі, витік легко може бути в десятки сотень разів більшим. Це можна пояснити значенням Kasi, виміряним у попередній відповіді.

Ми використовуємо суперконденсатори в нашому продукті для резервного копіювання RTC. Струм витоку суперконденсатора становить майже 1uA. Він не може підтримувати RTC навіть протягом одного дня. Максимум 12-15 годин. Але зарядити його можна менше 5 годин. Це одна з переваг.