超级电容功率微控制器

电器工程 微控制器 电源 电容器
2022-02-01 08:21:10

我有一个 1.8V 到 3.3V 的 uC。睡眠模式下的电流消耗约为 20uA,活动状态下的电流消耗约为 12 mA。uC 将每分钟进入活动状态约 100 毫秒。

所以我试图用一个 Vishay 超级电容为它供电:15F 电压为 2.8 伏,ESR 为 1.2O,频率为 1kHz。

数学说我可以在它的电压下降到 1.8 伏之前从这个电容中拉出大约 4.10 毫安,此时微控制器将关闭。

所以..问题:我错过了什么吗?我应该在超级电容和微型电容之间添加一个小电解液吗?一个小的齐纳二极管来限制最终(可能?)电压尖峰?我应该添加一个降压升压转换器以从电容器中获得更多收益吗?

另外..如果我在微控制器上禁用掉电检测,也许我可以从电容器中多提取 10% 的电量?我可以在微输出乱码的情况下实施错误检查,这通常发生在禁用掉电检测的低压场景中。

2个回答

根据您的参数,在恒定的 12mA 电流下,您的超级电容器将在 1848 秒内放电至 1.8v。

Bt(seconds)=C(VcapmaxVcapmin)/Imax

如果它每分钟仅活动 100 毫秒,则它的占空比为:

100ms/60000ms=0.0016667

它将持续约 110 万分钟,或大约两年。但是,这不包括睡眠模式绘制。在 20uA 时,有趣的是,您的活动模式总功耗与睡眠模式的总功耗大致相同,因此我们可以轻松估计,包括睡眠模式(占总时间的 99.84443%),您的设备将持续使用从充满电到 1.8v 大约一年。您可以通过添加高效降压-升压来扩展这一点,前提是您不会增加太多损失。一些现代升压转换器可以从低至 0.25v 的输入产生 1.8v 的输出。

Drunken 的答案是正确的,但缺少一件重要的事情。您必须考虑超级电容 ESR。对于超级电容,它们通常在 100 欧姆范围内,这会在 MCU 处于活动状态时导致超过 1V 的电压降,从而导致其关闭。

因此,您必须并联一个低 ESR 的常规电容,以在 100 ms 的活动期间保持电压。像 1000 uF 电解液肯定是合适的。

还要检查瓶盖泄漏情况。超级电容和并联电解。相对于待机 MCU 电流,该电流可能很大。但是,数据表中很少提及它们。您可能需要测试。