Verwenden Sie einen Kondensator, um die Schaltung nach dem Abklemmen der Batterie 1 Sekunde lang mit Strom zu versorgen?

Ich plane die Verwendung eines 3,3-V-GPS-Moduls , das 22 mA zieht. Das Modul hat die Anforderung, dass eine Abschaltsequenz 1 s eingeleitet wird, bevor die Stromversorgung vom IC getrennt wird. Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, ohne dass die Abschaltsequenz durchlaufen wurde, kann der Programm-Flash-Speicher beschädigt und das Modul gemauert werden. Das scheint mir ein wirklich schlechtes Design zu sein, aber so ist es.

Die Schaltung, die ich entwerfe, ist batteriebetrieben, sodass die Batterie jederzeit ausfallen oder entfernt werden kann. Ich habe überlegt, eine separate Batterie als Backup zu verwenden, aber es scheint, als wäre ein Kondensator billiger und einfacher.

Also brauche ich einen Kondensator, um ihn für 1 s mit Strom zu versorgen, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Ich plane, eine Schottky-Diode vor den Kondensator zu stellen, um sicherzustellen, dass andere ICs in der Schaltung keinen Strom aus dem Kondensator ziehen. Ich muss die zu verwendende Kapazität bestimmen und bin mir nicht sicher, ob meine Berechnungen korrekt sind.

Ich weiss Q = ICH × T . Daher ist die benötigte Ladung Q = 22 mA × 1 S = 22 MC .

Seit C = Q / v , die benötigte Kapazität ist

C = 22 MC 3.3 v = 6.67 mF

Ist das korrekt? Denken Sie, dass die Verwendung eines solchen Kondensators eine praktikable Alternative zur Verwendung einer Pufferbatterie ist?

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Spannung am Kondensator in dieser Zeit abfällt. Was ist die minimal nutzbare Spannung? Wenn es nicht viel über dem Nennwert ist, benötigen Sie entweder einen großen Kondensator (nicht unerreichbar für niedrige Spannungen) oder einen vernünftigeren vor einem Regler mit einer üblichen Versorgung weit über seinem Ausfall. Schließlich lecken Schottky-Dioden, was diese Idee für eine längerfristige Speicherunterstützung wahrscheinlich zunichte machen würde, aber kurzfristig kann dies im Vergleich zu Ihrer relativ hohen beabsichtigten Last geringfügig sein.
ICH = C D v ( T ) D T
Oder wenn wir näher kommen:
ICH = C Δ v Δ T
C = ICH Δ T Δ v
Wobei Delta t in Ihrem Fall 1 Sekunde beträgt und Delta V der zulässige Spannungsabfall ist, der in Ihrem Fall 0,3 V beträgt (3,3 - 3). Stecken Sie das ein und Sie erhalten: etwa 73,3 mF. An deiner Stelle würde ich das mindestens verdoppeln. Beachten Sie, dass bei Verwendung einer Schottky-Diode ein paar Hundert Millivolt abfallen würden, sodass Ihr effektiv zulässiger Abfall geringer wäre. Möglicherweise möchten Sie eine höhere Spannungsversorgung verwenden, z. B. 3,6 V.

Antworten (1)

Das Gerät kann laut Datenblatt von 3,6 bis 3,0 V arbeiten. Ich gehe davon aus, dass Sie eine 3,6-V-Versorgung verwenden werden. Außerdem vereinfache ich das Gerät als Impedanz von 150 Ohm. Das Problem kann also folgendermaßen übersetzt werden: Welche Kapazität wird in einer RC-Schaltung für einen 150-Ohm-Widerstand mit 3,6 V bei t = 0 und 3,0 V bei t = 1 benötigt?

v(t) = V(0) * e^(-t/(R*C))

v(1) = v(0) * e^(-1/(150*C))

3 = 3,6 * e^(-1/(150*C))

C = 0,0365 F = 36500 uF

Für eine herkömmliche Elektrolytkappe ist sie sperrig. Verwenden Sie einen Superkondensator.

Hinweis: Diese von mir verwendete Formel ist eine Lösung der Differentialgleichung für die natürliche Reaktion der RC-Schaltung. Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/RC_circuit

Anmerkung 2: Es ist möglicherweise nicht sperrig für die Elektrolyse, wenn Sie einen Kondensator finden, der etwas höher als 3,6 V Volt ist, aber ich denke, es ist schwierig, ihn zu finden.

Superkondensatoren haben normalerweise eine niedrigere Spannung als diese?
Nein, 5-V-Supercaps sind leicht zu finden: link @endolith
Verwenden Sie einen Kondensator, um die Schaltung nach dem Abklemmen der Batterie 1 Sekunde lang mit Strom zu versorgen?
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