Bantuan dengan perlindungan kehilangan daya menggunakan kapasitor

Saya merancang sebuah sirkuit yang akan menyimpan data log ke kartu SD. Informasi akan datang dari rangkaian induk yang dihubungkan dengan ini. Sirkuit induk akan memasok 5V ke kartu putriku. Kartu anak menggunakan MCU yang beroperasi pada 3.3V jadi saya hanya menggunakan beberapa dioda untuk menurunkan tegangan dari 5V.

TANTANGAN SAYA ADALAH: Jika terjadi kegagalan daya, saya ingin MCU pada kartu anak saya dapat merasakan kehilangan daya utama dan kemudian segera menyiram data dari RAM ke kartu SD dan kemudian menganggur sebelum dimatikan . Saat menulis ke kartu SD Anda dapat menyebabkan korupsi jika Anda kehilangan daya di tengah-tengah prosedur penulisan.

Saya sedang berpikir tentang menggunakan kapasitor besar untuk hanya menyangga daya sebentar. Saya tahu ada beberapa MCU Supervisor IC di luar sana yang akan melakukan pekerjaan yang sangat baik tetapi mereka dimaksudkan untuk kasus di mana Anda perlu mempertahankan kekuatan selama berhari-hari. Saya hanya butuh satu atau dua detik paling banyak. Tapi saya harus berhati-hati untuk tidak membiarkan MCU "flicker" menyala dan mati karena daya kapasitor menurun di bawah ambang IC. Adakah yang memiliki skema atau dapat memberikan saran tentang bagaimana saya harus melakukan ini?

Inilah yang saya miliki sejauh ini ... (tutup .5F adalah kapasitor cadangan daya saya)

Menggunakan dioda untuk menjatuhkan tegangan? Yuck. Gunakan regulator 3.3V. Itu hal yang tepat untuk dilakukan. Anda dan / atau pelanggan Anda akan senang Anda melakukannya.

Anda memiliki ide yang tepat, secara umum. Gunakan topi besar, meskipun .5F mungkin agak terlalu besar.

Alih-alih menggunakan komparator, Anda bisa menggunakan pembagi tegangan dan menjalankan output ke salah satu pin Interrupt-On-Change dari PIC. Atur pembagi sehingga input sedikit di atas max Vih ketika 5V aktif. Ini memiliki bonus tambahan juga menarik 5V turun lebih cepat setelah sumber dihapus.

Anda juga dapat mencoba menggunakan baterai dan power mux. Ketika 5V hilang, mux akan beralih ke daya baterai. http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=422&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T

Seperti ajs410 dan Thomas katakan, menggunakan tetes dioda untuk beralih dari 5V ke 3.3V adalah Ide Buruk ™. Itu karena, terlepas dari apa yang Anda diberitahu di sekolah, tegangan dioda sama sekali tidak konstan. 3 tetes dioda dapat memberi Anda kira-kira apa pun antara 2.3V dan 3.2V, yang mungkin atau mungkin tidak terlalu rendah untuk kartu C atau kartu SD Anda. Saya akan mulai dengan mengganti D4 dengan tipe Schottky seperti BAT54 , yang memiliki arus bocor rendah <1 A tipikal. Ini akan memberi kita beberapa ratus mV ekstra untuk kapasitor buffer.$\mu$
$\mu$

Selanjutnya ada catu daya 3.3V. Gunakan LDO arus rendah , seperti Microchip MCP1703 , yang memiliki arus ground hanya 2 A. (Seiko S-812C40 adalah favorit saya dan memiliki spesifikasi lebih baik, tetapi tampaknya memiliki ketersediaan yang buruk untuk jumlah rendah .) $\mu$

Maka Anda ingin mendeteksi hilangnya catu daya 5V Anda. Untuk ini saya biasanya menggunakan MAX809 . Ini akan membuat sinyal output rendah ketika tegangan input turun di bawah ambang batas tertentu. Untuk tegangan ambang pasokan 5V, tersedia 4,63V, 4,55V, dan 4,38V. Output dari MAX809 masuk ke pin interupsi C Anda , sehingga Anda segera diperingatkan ketika 5V turun, dan Anda dapat menulis buffer ke kartu SD tanpa penundaan. $\mu$

Sekarang hanya ada 1 titik tersisa: ukuran kapasitor buffer . Anda perlu tahu berapa banyak arus yang Anda ambil dari suplai 3.3V saat menulis ke kartu-SD. Mari kita asumsikan ini 20mA. Tegangan kapasitor akan berkurang secara linear ketika arus konstan ditarik:

$\Delta V = \dfrac{I \times t}{C}$

atau

$C = \dfrac{I \times t}{\Delta V}$

Lebih jauh mari kita asumsikan bahwa Anda perlu 100 ms untuk menulis buffer ke kartu-SD. Maka variabel-satunya yang tersisa adalah . Kami mulai dengan 5V minus 1 drop diode Schottky, memberikan 4,5V. Drop-out tegangan minimum untuk MCP1703 adalah 725mV, jadi kita bisa turun ke 4V, dan = 0,5V. Kemudian$\Delta V$$\Delta V$

$C = \dfrac{20mA \times 100ms}{0.5 V} = 4000 \mu F$

Sekarang nilai yang saya gunakan adalah perkiraan kasar, dan Anda harus membuat perhitungan dengan angka yang benar, tetapi perkiraan angka menunjukkan bahwa Anda bahkan mungkin tidak memerlukan supercap 0,5F, meskipun itu memberi Anda margin keselamatan yang serius. Misalnya Anda akan memiliki 10s, bukan 100ms untuk menyiram buffer ke kartu-SD.

(dropout untuk Seiko S812C hanya 120mV, jadi ini akan menggandakan penurunan tegangan yang diizinkan dan karenanya waktu Anda yang tersedia.)

Solusi untuk ini adalah dengan menggunakan komparator mikrokontroler Anda.

Anda tidak menyebutkan mikrokontroler apa yang Anda gunakan, jadi kami hanya bisa menebak jika ia benar-benar memiliki komparator pada chip. Jika mikro Anda memiliki referensi voltase, bahkan lebih baik.

Tetapi dengan asumsi itu benar, Anda dapat mengatur interupsi untuk melompat ke ISR. ISR dapat mengalihkan jam (jika mungkin) ke rutin daya rendah dan kemudian mematikan. Jika Anda menjalankan pada frekuensi rendah, Anda mungkin memiliki waktu lebih lama untuk melakukan save - tradeoffnya adalah bahwa save membutuhkan lebih banyak siklus.