सुपर-संचालित आरटीसी?

10

मैं एक ATmega- आधारित माइक्रोकंट्रोलर परीक्षण बोर्ड डिजाइन कर रहा हूं। सुविधाओं में से एक मैं एक मैक्सिम DS1307 आईसी के साथ एक वास्तविक समय घड़ी शामिल करना चाहते हैं । एक पारंपरिक सिक्का सेल बैटरी बैकअप को शामिल करने के बजाय, मैं वास्तव में एक छोटे सुपरकैपेसिटर का उपयोग करना चाहता हूं।

DS1307 का पावर ड्रा आमतौर पर बैकअप मोड में लगभग 500nA है। पैनासोनिक वास्तव में छोटे 0.015F 2.6v सुपरकैप बनाता है जो दिखता है कि यह काम करेगा। मैं अनुमान लगा सकता हूं कि इस सुपरकैप पर आरटीसी कब तक चलेगा?

surface-mount rtc supercapacitor

— mr_schlomo
स्रोत

1

यहाँ CooperBussmann द्वारा एक महान appnote है digikey.com/Web%20Export/Supplier%20Content/CooperBussmann_283/...

— AlcubierreDrive

14

जैसे डेविड कहते हैं कि सुपरकैप्स एक निश्चित सीमा तक अपने चार्ज को लीक करते हैं, जो मुख्य रूप से लंबे समय तक एक समस्या है। चलो रिसाव को अनदेखा करते हुए आवश्यक गणना करें।
एक निरंतर प्रवाह पर संधारित्र में वोल्टेज ड्रॉप द्वारा दिया जाता है

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

या समय के लिए पुन: व्यवस्थित करना:

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

आमतौर पर 3 वी है, लेकिन दिए गए सुपरकैप के लिए अधिकतम 2.6 वी है। आरटीसी के लिए न्यूनतम 2 वी है, इसलिए स्वीकार्य वोल्टेज ड्रॉप 0.6V है। अन्य नंबरों में भरना यह देता है $V_{BAT}$

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

जो बहुत लंबा नहीं है, लेकिन फिर आपने एक छोटा सुपरकैप भी चुना। 1F / 3V कैप आपके समय को 23 दिनों तक बढ़ा देगा, लेकिन वहां हमें कैप के रिसाव को ध्यान में रखना होगा, इसलिए व्यवहार में यह लगभग एक सप्ताह से लेकर एक पखवाड़े तक हो सकता है।

संपादित करें
बस सही आरटीसी उठाएं और सुपरकैप नाटकीय रूप से दीर्घायु में सुधार करेगा। PCF2123 आरटीसी 1.1 वी के लिए नीचे काम कर सकते हैं, और एक PAS311HR supercap न केवल 30 एमएफ एक उच्च समाई है, लेकिन यह भी 3.3 वी पर तो समीकरण बन जाता है काम कर सकते हैं

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

या सिर्फ एक सप्ताह से कम है। एक 1F / 3.3V कैप 7 महीने के लिए अच्छा होगा, या शायद 2 से 3 महीने खाते में सेल्फ-डिस्चार्ज लेने के लिए।

— stevenvh
स्रोत

समीकरण के लिए धन्यवाद ... मुझे लगता है कि मुझे सुपरकैप के आकार पर पुनर्विचार करना होगा। मुझे लगता है कि मुझे ~ 1-2 दिन की सीमा (शायद ~ 0.5F के आसपास) में एक की आवश्यकता होगी।

— mr_schlomo 2

9

व्यवहार में, यह अनुमान लगाना कठिन है कि टोपी पर आरटीसी कब तक चलेगा। समस्या यह है कि सुपरकैप में अक्सर उच्च रिसाव की धारा होती है, अक्सर आरटीसी से ही अधिक होती है। आप देखेंगे कि पैनासोनिक डेटाशीट में भी लीकेज करंट का उल्लेख नहीं किया गया है, और उनके सुझाए गए एप्लिकेशन को एक सप्ताह या महीने से अधिक समय तक आरटीसी बैकअप की आवश्यकता नहीं है।

मुझे कोई सुपरकैप नहीं मिला जो वास्तव में इस कल्पना को सूचीबद्ध करता हो। सबसे अच्छा मुझे मिल सकता है एक NEC-Tokin कैप था जिसने कहा कि 24 घंटे के बाद 5V कैप सेल्फ डिस्चार्ज किया गया था, जो कि 4.2 वोल्ट से कम नहीं था, इसके साथ असंबद्ध छोड़ दिया गया था।

मैंने एक बार RTC पर 5v, 5 फैराड सुपरकैप का उपयोग किया था (मैं चिप भूल गया, और यह 10 साल पहले था), और बैकअप का समय लगभग 7 या 8 महीने था। यह आरटीसी चिप से अधिकतम करंट ड्रॉ स्पेक और कैप के कैपेसिटेंस वैल्यू का उपयोग करके मैंने जो गणना की थी, उससे काफी कम था। अगर मुझे सही से याद है, तो मैंने 1.5 से 2.0 साल की गणना की।

और आप लोग 2032 की तरह लिथियम सिक्का सेल बैटरी का उपयोग क्यों नहीं करते? यह अपेक्षाकृत सस्ता है और 10 साल या उससे अधिक समय तक रह सकता है। मुझे यहां क्या समझ नहीं आ रहा है?

— अल केप

@DavidKessner हम्म, अच्छी बात है। मेरा अभिप्राय मुख्य बैटरी के रिचार्ज के बीच एक सप्ताह के लिए सुपरकैप से आरटीसी को चलाना होगा। क्या मैं एक सुपरकैप के साथ ऐसा कर सकता था, या यह बहुत अधिक करंट लीक करेगा?

— mr_schlomo

@AlKepp CR2032 महान है, लेकिन यह वास्तव में बड़ा है। मैं एक छोटे, रिचार्जेबल आरटीसी बैकअप की तलाश कर रहा हूं जिसे केवल कुछ दिनों के लिए चलाना होगा।

— mr_schlomo

2

@AlKepp बैटरीज, जिसमें रिचार्जबील्स शामिल हैं, एक रखरखाव मुद्दा है। जब वे असफल होते हैं, तो उन्हें प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। मैं ऐसे उपकरण डिजाइन करता हूं जो 10-15 साल के लिए चालू होने की आवश्यकता होती है और जबकि कुछ लिथियम लंबे समय तक चल सकते हैं, हमेशा कुछ ऐसे होते हैं जो पहले विफल हो जाते हैं (यहां तक कि उसी से भी)। यदि कोई सुपरकैप काम कर सकता है, तो एक सुपरकैप में बैटरियों के कई फायदे हैं।

2

@mr_schlomo आप निश्चित रूप से RTC बैकअप के एक सप्ताह के लिए सुपरकैप का उपयोग कर सकते हैं। जो मैं आपको नहीं बता सकता कि आपको कौन सा सुपरकैप चाहिए। यह बताने का एकमात्र तरीका है कि एक कोशिश करें और देखें कि क्या होता है। बहुत मोटे अंदाजे के लिए आप गणना के माध्यम से जा सकते हैं और फिर टोपी के आकार को दोगुना कर सकते हैं।

2

पुराना सवाल है, लेकिन एक और अंतर्दृष्टि मैं साझा करना चाहता हूं

मुझे लगता है कि लोग सामान्य बिजली की आपूर्ति चालू होने पर सुपरकैप को चार्ज करना चाहते हैं, और इससे क्यूरिट में डायोड लाया जाएगा, (छवि देखें) प्रभावी संग्रहीत ऊर्जा को कम करना जो आपके आरटीसी उपयोग कर सकते हैं, महत्वपूर्ण राशि को लीक कर रहे हैं, जिसका अब तक यहां कोई उल्लेख नहीं किया गया है।

मैंने इसे particle.io पर पाया। उन्होंने यह भी उल्लेख किया है कि STM माइक्रो VBAT इनपुट से वर्तमान में डूबने को बर्दाश्त नहीं करता है: जब आप Vin-0.6V से नीचे की कैप चार्ज करना शुरू करते हैं। अधिकांश असतत आरटीसीसी ऐसे ही हैं, इस तरह से आपको डी 2 की आवश्यकता है। कारण डी 1 बहुत स्पष्ट है, आप केवल आरपीसीसी को सुपरकैप की संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करना चाहते हैं।

Schottkys चुनना एक ट्रेडऑफ़ (अभी तक फिर से) होगा। आपके द्वारा चुने गए फ़ॉरवर्ड वोल्टेज जितना कम होगा, संभवतः उतना ही अधिक होगा जो रिवर्स लीकेज करंट होगा। उदाहरण के लिए एक बास-40 0.4V वोल्टेज ड्रॉप होगा यदि आप 25C (देखें पर 10mA के साथ टोपी चार्ज (आप दो SOT -23 में श्रृंखला विन्यास में साथ "एस" पोस्टफ़िक्स पा सकते हैं,) डेटापत्रक ), और पर रिसाव हो जाएगा सामान्य तापमान पर 0.1 यूए का क्रम। यदि आप एक और schottky चुनते हैं, तो रिसाव आसानी से दस-सौ गुना अधिक हो सकता है। यह पिछले उत्तर में मापा गया कासी का मूल्य समझा सकता है ।

— क्रिस्ज़िआन सजेगी
स्रोत

1

हम बैकअप आरटीसी के लिए हमारे उत्पाद में सुपरकैपेसिटर का उपयोग कर रहे हैं। सुपरकैपेसिटर लीकेज करंट लगभग 1uA है। यह एक दिन के लिए भी आरटीसी के लिए समर्थन नहीं कर सकता है। अधिकतम 12-15 बजे ही। लेकिन इसे 5 घंटे से कम चार्ज किया जा सकता है। यह एक फायदा है।

— कासी
स्रोत