Ich entwerfe eine einfache Schaltung, um eine Lithium-Metall-Knopfbatterie als Notstromversorgung zu verwenden, und ich erwäge etwas Einfaches wie das Folgende:
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Im Normalbetrieb jedoch wird voraussichtlich eine höhere Spannung als die Knopfzelle haben, daher erwarte ich einen gewissen Rückstrom durch D2. Laut dieser Quelle kann dies die Knopfzelle absolut beschädigen, wenn sie zu hoch ist - Knopf-Lithiumbatterien können nicht garantiert funktionieren, nachdem sie einer Gesamtrückladung von 3% der Gesamtkapazität ausgesetzt wurden, und ein Strom von 1 μA wird dies in einem tun ein paar Monate.
Meine Frage ist, wie kann ich herausfinden, wie viel Strom durch D2 fließt? Die meisten Diodendatenblätter sind völlig uninteressiert an den Strömen, die durch die Dioden fließen, wenn eine kleine Sperrvorspannung angelegt wird, und erwähnen nur den maximalen Sperrstrom, wenn sehr nahe an der maximalen Spannung der Diode gearbeitet wird. Andere haben Grafiken wie diese, die zeigen, dass der Rückwärtsstrom ungefähr exponentiell wächst, aber keine Details zeigen, wenn sie sich in der Nähe des Ursprungs befinden:
Meine Frage ist also, gibt es ein gutes Modell dafür, wie sich Dioden verhalten, wenn sie einer kleinen Sperrspannung ausgesetzt sind? Kann ich den Rückstrom besser abschätzen, als einfach den Maximalwert zu verwenden?
(Bevor Sie es erwähnen, wenn ich das Diodengesetz von Shockley ernst nehme, würde der Sperrstrom nahe am Sättigungsstrom liegen für einen großen Bereich negativer Spannungen, aber wenn das der Fall wäre, würde ich erwarten, dass Datenblattdiagramme wie das bereitgestellte viel anders aussehen, und für in jedem einzelnen Diodendatenblatt zu erwähnen. Da dies nicht der Fall ist, gehe ich davon aus, dass das Diodengesetz für die Sperrvorspannung nicht sehr gut gilt.
Eines der besten einfachen Modelle, die ich gesehen habe, ist hier :
Dies zeigt, dass der Rückwärtsstrom schnell in einen vorhersagbaren Sättigungsbereich eintritt, wobei hauptsächlich die Temperatureffekte zu beachten sind. Es gibt jedoch einen viel höheren Widerstandsleckstrom, der sich auf den Gesamtsperrstrom auswirkt.
Dieses Diagramm zeigt sowohl Is (den Sättigungsrückstrom) als auch Il (die Widerstandsoberfläche und den Masseverlust).
Es ist erwähnenswert, dass der Widerstandsverlustwert durch Überhitzung des Geräts während des Lötens dauerhaft verändert (erhöht) werden kann. Dies macht es sehr schwierig, den Gesamtrückstrom in einem vereinfachten Modell vorherzusagen. Widerstands-Rückstrom kann im Bereich von 10–1000 MOhm liegen.
Hinweis: Wenn Sie BBU für etwas Niedrigstrom wie einen RTC-Chip mit einer CR2302- Batterie bereitstellen möchten, müssen Sie überhaupt keine Dioden verwenden. Sie können ein Übertragungsgatter verwenden, um von einer Versorgung zur anderen umzuschalten. Beispielsweise ist der Philips 74LVC1G3157 in der Lage, bis zu 12 mA mit einem Leck im ausgeschalteten Zustand von maximal 1 uA zu verarbeiten.
Stellen Sie sicher, dass Sie die Selbstentladung der Zelle (vielleicht 1% pro Jahr) sowie Leckströme auf der PCBA berücksichtigen ... Sie können diese 1uA sehr gut an anderer Stelle auf der Platine lecken. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Tantalkondensator in Reihe mit Ihrer Zelle zu platzieren. Die Leckage dieses Kondensators reicht aus, um sicherzustellen, dass Sie die Zelle nicht beschädigen.
Elliot Alderson
Huismann
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