无需稳压器即可通过电池为 MCU 供电

电器工程 电源 电池 电压调节器
2022-02-02 13:43:47

我见过一些用于低功耗芯片的开发板(例如BL652 开发套件)将电池电源直接连接到 MCU,而无需稳压器。

对于示例案例,使用的电池是 3V CR2032。MCU的数据表定义了以下参数:

datasheet page 16.
Absolute Maximum Ratings            Min           Max
Voltage at VDD_nRF pin             -0.3           3.9

datasheet page 17.
Recommended Operating Parameters    Min    Typ    Max
VDD_nRF                             1.8    3.3    3.6

我将其解释为"If your battery voltage drops to a value between 0-1.7 it isn't defined what will happen".

为什么这让我担心是因为我已经看到具有电源良好引脚的稳压器,并且在数据表中没有发现示例中的 MCU 不会被欠压损坏的明确声明。

如何确定电池和负载之间是否需要稳压器,以确保电池电压开始下降时不会损坏?

3个回答

如果您的电池电压降至 0-1.7 之间的值,则未定义会发生什么

这通常是正确的,但它肯定不会破坏任何东西。因为,如果它是破坏性的,“绝对最大额定值”中的最小 Vdd 将作为正值给出(我从未在任何数据表中看到过,我希望我这辈子永远不会看到 - 它不会没有意义)。

因此,在这一点上,您可以保证 MCU 不会因欠压而损坏。但是,它仍然可能表现不正常(可能会损坏其他外部电路)。

现在,在这种单片机中,经常会出现一种称为“欠压检测”的功能,有时也称为“欠压锁定”。这是一个监控电源电压并保证当电压低于给定电平(有时是可编程的)时芯片保持在复位状态的功能。

好消息:您正在使用的特定芯片上有这样的功能。请参阅您链接的数据表中的第 5.1 章。

因此,在您的特定情况下,您不需要具有“电源良好”检测功能的稳压器或额外的电源监控电路。

请注意,如果 MCU 没有包含掉电检测功能,则有一些微型芯片仅提供此功能(通常与定时上电复位发生器结合使用),而不是稳压器。

...在 0-1.7 之间没有定义会发生什么

实际上低于 1.8 V 并不能保证会发生什么。

不用担心损坏这些是操作参数为防止损坏,您不得超过链接表中未包含的最大额定值。如果您知道使用的芯片,您可以查看他们的数据表并查看最大额定值。我还没有遇到过可能因电源电压过低而损坏的芯片。

但是,您确实希望您的产品“知道”并在电池电量过低时做出响应。添加电池检测电路(或使用内部的),只有当电池电压足够高时才会释放复位。

无法保证您的处理器不会乱跑和扰乱内存或在 GPIO 引脚上提供令人不快且可能具有破坏性的波形。可以保证微型不会受到物理损坏,但可能会导致软损坏,或者可能由于设计不良而导致硬损坏。

例如,如果您的电池供电的微型通过 MOSFET 控制玻璃容器中的温度 - 充当远程恒温器,并且微型运行异常,如果电池耗尽,它可能会杀死爬行动物。一个极端的例子,实际上应该有许多防止这种情况发生的保障措施。电池供电的微型计算机也很少会损坏自身以外的任何东西。一个更常见的例子是电池支持的 RAM 或 EEPROM 的加扰。

为确保永远不会发生,您必须在任何低于 1.80V 的电压下抑制微控制器(保持复位状态)。由于执行此操作的电路不准确(阈值始终存在容差),您可能会选择 2.0V 或 1.90V。+/-0.2 或 0.1V。通常还有一些滞后,因此它甚至可能在 2.2V 时复位,在 1.9V 时复位。通常还有一个最小复位脉冲宽度,以便发生正确的复位,因此也应该保证这一点。

即使在低温下,通过切断大约 2.4 或 2.5V 电压,您也可以从CR2032中获得大部分汁液,因此没有理由将其称为如此接近。在此处输入图像描述