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討論：超級(jí)電容備份供電的連接問題 |
| 作者：張明峰 欄目：單片機(jī) |
現(xiàn)在的掉電后備供電的方式不外乎電池和超級(jí)電容兩種。下圖給出了一種超級(jí)電容在電路中的連接方式。請(qǐng)問：這樣的連接方式有什么問題？如何用最簡(jiǎn)單方法解決？ +5V _ |--------| | | Vdd|--------|<|----- | | | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC | | | | |--------| |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： fineasy 于 2003/7/22 14:04:00 發(fā)布：
應(yīng)該是上電不夠陡吧！ 用你提供的空I/O口控制一P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管上電延時(shí)接通SUPER CAP即可吧。 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/22 16:54:00 發(fā)布：
最大的問題是在電容沒電時(shí)5V上電，二極管 可能過流燒毀（電流由5V電源內(nèi)阻決定）。 我認(rèn)為應(yīng)該把電容充電回路與電容供電回路分開，電容充電回路要電阻限流。 |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： 張明峰 于 2003/7/22 17:36:00 發(fā)布：
問題已經(jīng)道出 超級(jí)電容的容值為‘法拉’級(jí)，上電時(shí)對(duì)電源來說就好比負(fù)載短路，電流將會(huì)很大。 有什么簡(jiǎn)單可靠的解決辦法？ |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： Ardel 于 2003/7/22 17:41:00 發(fā)布：
兩個(gè)問題都存在 如上兩位所說： 1.上電太緩 2.過流 解決： 1.+5直接接VDD 2.充電回路經(jīng)電阻到CAP. 3.放電回路經(jīng)二極管到VDD |
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： imwangyi 于 2003/7/22 20:59:00 發(fā)布：
也許這樣好辦點(diǎn) +5V _ |--------| | | | ---------|<|----- | | | | | | | _ | | | | | | | | | | R | | | - | | | | | Vdd|--------|<|- | | | --- Super | | --- Cap | | | | | | | | GND |--------| |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： imwangyi 于 2003/7/22 21:04:00 發(fā)布：
哎,圖怎么看也不象自己想畫的. 1,充電部分接在靠5V的二極管后. 2,CAP供電也要透過二極管. 3,二極管選擇要看具體的MCU.要是要高于4.5的MCU就無能為力了. |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： 小小小菜鳥 于 2003/7/22 23:16:00 發(fā)布：
Cap串100歐電阻。 |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： luozd 于 2003/7/23 9:20:00 發(fā)布：
這樣 +5V _ |--------| | | Vdd|--------|<|---------IO | | | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- IO 將二極管N端接VCC, P端接IO, CAP接IO和地之間,上電后通過對(duì)IO寫1對(duì)電容充電 掉電后電容就通過二極管對(duì)VCC供電 如果說掉電后IO腳也是低電平,那就在IO到電容之間再加個(gè)二極管 * - 本貼最后修改時(shí)間：2003-7-23 9:25:47 修改者：luozd |
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| 10樓： | >>參與討論 |
| 作者： fineasy 于 2003/7/23 11:09:00 發(fā)布：
1法拉電容我常用！沒電上電時(shí)大約有幾十毫安電流！ 因?yàn)闀?huì)有一些線路損耗，不可能是短路。 下面可能更簡(jiǎn)單些,可用電壓會(huì)少些(二極管會(huì)降掉0.5-0.7). 如果把a(bǔ)處的二極管改為有一IO口控制的P溝道場(chǎng)效應(yīng)管即可用到更長(zhǎng)的時(shí)間. +5V --|<|--------------| |--------| | | | Vdd|-----|<|-------|<|----- | | a | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC | | | | |--------| |
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| 11樓： | >>參與討論 |
| 作者： wwjjff258 于 2003/7/23 13:18:00 發(fā)布：
在 +5V --|<|--------------| |--------| | | | Vdd|-----|<|-- --|<|-- | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |- ---- | | a | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC | | | | |--------| 可保證電壓偏底時(shí)不對(duì)外放電 |
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| 12樓： | >>參與討論 |
| 作者： hjzjg 于 2003/7/23 14:00:00 發(fā)布：
同意樓上意見 同意WWJJFF258圖，這樣既避免了上電時(shí)電流會(huì)很大的問題，又可減少掉電后電容所充能量的無謂損耗（即向供電端反向供電），缺點(diǎn)就是二極管正向壓降使電壓下降了，而正向壓降大小的偏差可能會(huì)產(chǎn)生某些影響（如AD等精度） |
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| 13樓： | >>參與討論 |
| 作者： luozd 于 2003/7/23 14:17:00 發(fā)布：
個(gè)人看法! +5V _ |--------| | | Vdd|--------|<|------ | | | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC 加電阻后電容充電量是否會(huì)有所下降?看PCF8563資料,只有上圖一電容和一個(gè)二極管,都不理解怎樣向電容充電,哪位能說說么? |
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| 14樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/23 16:01:00 發(fā)布：
wwjjff258的圖可以省掉一個(gè)二極管吧！ +5V --|<|--------------| |--------| | | | Vdd|-----|<|-- --|<|-- | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |- ---- | | a | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC | | | | |--------| 改成=========》 +5V -------------------| |--------| | | | Vdd|-----|<|-- --|<|-- | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |- ---- | | a | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC | | | | |--------| 錯(cuò)了，這樣沒有防倒灌到電源。請(qǐng)斑竹刪除本貼。 ：）不必刪除，本來就是討論，誰都會(huì)犯錯(cuò)誤的。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2003-7-23 16:28:02 修改者：martin |
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| 15樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/23 16:09:00 發(fā)布：
其實(shí)還是要具體情況具體分析。 如果單片機(jī)系統(tǒng)耗電比較小�？梢杂脗�(gè)電阻直接隔一下，如下： +5V | |--------| | | Vdd|------------------|<|-- | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - ---- | | a | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|-- NC | | | | |--------| 對(duì)于備份系統(tǒng)，耗電是微安級(jí)，在幾百歐的電阻上沒什么壓降。 如果電源不會(huì)倒灌，也可以去掉二極管。 超級(jí)電容與電池不同，可能還需要加電壓檢測(cè)。 |
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| 16樓： | >>參與討論 |
| 作者： martin 于 2003/7/23 16:15:00 發(fā)布：
一點(diǎn)提示 提示：1，加二極管和電阻對(duì)電容充電，因?yàn)閴航禃?huì)讓電容充不滿，會(huì)大大減少掉電后用超級(jí)電容維持工作的時(shí)間。2，元器件太多，夠不上“最簡(jiǎn)單”。3，主貼圖里畫了一個(gè)IO，從PIC的IO上找點(diǎn)思路。 |
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| 17樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/23 16:28:00 發(fā)布：
根據(jù)提示3，這樣可以嗎？ +5V _ |--------| | | Vdd|--------|<|----- | | | | | | | | | PIC | | | | | | | | IO|-------- | | | | | --- Super |--------| --- Cap | - GND 由于I/O會(huì)限流(猜的，MOSFET的特性，我用過NTK的單片機(jī)是這樣的，還沒找到PIC單片機(jī)確切的曲線圖作依據(jù))，上電后就直接置高充電。 過一段時(shí)間后置為高阻態(tài)（需要嗎？可能也不需要）。 VDD掉電后，由于IO存在保護(hù)二極管到VDD，就由電容供電了。不過所有的單片機(jī)DATASHEET中都沒有對(duì)這兩個(gè)二極管參數(shù)（主要是正向電流If）作些描述，所以用起來還是不太放心。 如果沒有電流倒灌的問題，可以去掉二極管。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2003-7-23 16:57:09 修改者：pheavecn |
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| 18樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/23 16:34:00 發(fā)布：
不過我覺得提示1不完全對(duì)。加二極管和電阻并不會(huì) 使電容充不滿。只要把充電回路分開，不使負(fù)載電流產(chǎn)生公共壓降，就不會(huì)存在充不滿的問題。只是充電曲線慢些，最終還是會(huì)充滿的。 不過用I/O限流充電可能會(huì)有恒流效果，可以以最大恒定電流盡快的充滿。 在同樣的最大電流下，充電快得多。 假設(shè)電源為5V，i/o恒定電流100mA,電容1F,則從0到5V需要50秒。 同樣的電阻、二極管，需要控制最大電流100mA，則電阻為4.3V/100mA=43ohm，假設(shè)3倍RC為充滿，則需要3*43*1F=120秒，可能已不滿足要求。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2003-7-23 16:47:42 修改者：pheavecn |
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| 19樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/23 17:09:00 發(fā)布：
因?yàn)榈碗娖津?qū)動(dòng)能力強(qiáng)，象下面這樣充電會(huì)快些。 +5V _ |--------| | | Vdd|--------|<|----- | | | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | | | | | | | | | | | | IO|------ | | | | |--------| 3V電源時(shí)，高電平驅(qū)動(dòng)最大不到15mA。 另外，在電容電壓到了VDD-1V時(shí)，I/O開始表現(xiàn)為電阻（大概為10~20ohm）。因此上一貼的計(jì)算50秒實(shí)際上是偏小。 |
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| 20樓： | >>參與討論 |
| 作者： fineasy 于 2003/7/23 17:50:00 發(fā)布：
樓上的接法挺巧的，但是看門狗復(fù)位后會(huì)怎樣呢？ |
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| 21樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/23 19:24:00 發(fā)布：
復(fù)位以后是高阻態(tài)。 只要確保不出現(xiàn)高電平（最后一個(gè)圖的電路）就不會(huì)有危險(xiǎn)了。 |
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| 22樓： | >>參與討論 |
| 作者： 張明峰 于 2003/7/23 20:29:00 發(fā)布：
我的答案 電容連接如下圖： +5V _ |--------| D1 | | Vdd--|--------|<|----- | | | | -- | | D2 /\ | | -- | | | | | --|----IO | | | | PIC | --- Super |--------| --- Cap | - GND 工作原理：上電時(shí)，所有IO為高阻，電容無法充電，系統(tǒng)由＋5V經(jīng)二極管D1直接供電。初始化后啟動(dòng)軟件控制的充電過程，用窄脈沖方式進(jìn)行充電以克服起始充電電流過大的問題，波形圖如下： |---| |---| | | | | ___| |_____________| |__________ |-1-|-----HZ------| (其中1為IO輸出高電平，HZ為IO輸入態(tài)) 掉電后，電容上的電壓經(jīng)由片內(nèi)集成的嵌位二極管D2到Vdd腳對(duì)芯片進(jìn)行供電。 利用了IO引腳上內(nèi)含的嵌位二極管，電路就這么簡(jiǎn)單。 pheavecn的答案最準(zhǔn)確，不愧為一版之主。 |
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| 23樓： | >>參與討論 |
| 作者： icuser 于 2003/7/23 23:25:00 發(fā)布：
這個(gè)電路不錯(cuò)，不過少了防止法拉電容對(duì)電源的反放電的措施 |
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| 24樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/24 6:01:00 發(fā)布：
謝謝張斑竹給出答案，這個(gè)議題的討論讓我有茅塞頓開之感！ 不過我對(duì)用窄脈沖充電的方法還不太理解。窄脈沖方式本身的峰值電流也不會(huì)小吧（應(yīng)該有I/O限制）。要結(jié)合VDD的電源電容才有意義。如果電源本身供電能力比較強(qiáng)，應(yīng)該沒必要脈沖充電。 另外，PIC的DATASHEET中，IO的輸出特性曲線不全，5VIol、3VIol、5VIoh的飽和區(qū)都被截掉了，不過依MOSFET的特性，終歸是要到飽和區(qū)的。張斑竹能否提供一下具體特性數(shù)據(jù)。 |
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| 25樓： | >>參與討論 |
| 作者： luozd 于 2003/7/24 11:37:00 發(fā)布：
IO說明 “每個(gè)保護(hù)電路使用兩個(gè)大P－N結(jié)二極管。這些二極管起鉗位作用，可以經(jīng)受幾個(gè)毫安的電流�！�----------來自高奇網(wǎng)站 請(qǐng)問幾個(gè)毫安的電流，不知是否能滿足要求？ |
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| 26樓： | >>參與討論 |
| 作者： pheavecn 于 2003/7/24 12:40:00 發(fā)布：
MICROCHIP能不能提供I/O口的SPICE模型。 這樣比曲線圖更能代表實(shí)際情況。 |
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| 27樓： | >>參與討論 |
| 作者： wwjjff258 于 2003/7/24 13:39:00 發(fā)布：
？ 請(qǐng)問張公HZ為輸入態(tài)時(shí)電容會(huì)不會(huì)對(duì)I/O口放電？ |
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| 28樓： | >>參與討論 |
| 作者： 張明峰 于 2003/7/24 20:58:00 發(fā)布：
對(duì)上面問題的回答 ？少了防止法拉電容對(duì)電源的反放電的措施 》D1的作用就是阻止電容對(duì)電源的反放電 ？窄脈沖充電的意義不大 》對(duì)任何單片機(jī)而言IO口驅(qū)動(dòng)電流過大總不是什么好事。PIC的IO口輸出確有限流的作用（MOS管的特性），但時(shí)間不宜過長(zhǎng)。 ？HZ輸入態(tài)時(shí)電容會(huì)不會(huì)對(duì)I/O口放電 》HZ就是高阻，+5V電源存在時(shí)，IO口變成高阻電容無放電通路 |
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| 29樓： | >>參與討論 |
| 作者： delta_sun 于 2003/7/25 10:37:00 發(fā)布：
既是電阻和二極管加上后有負(fù)作用，就用繼電器吧。 +5V _ |--------| | | Vdd|--------|<|----- | | | | | --- Super | | --- Cap | | | | PIC | - | | GND | | | | | IO|------ | | | | |--------| IO控制一微型繼電器，常開觸點(diǎn)接在電容和二極管之間。 為防止上電產(chǎn)生隨機(jī)輸出，接RC吸收電路，慢上電。 |
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| 30樓： | >>參與討論 |
| 作者： MIKE QU 于 2003/7/25 15:46:00 發(fā)布：
pheavecn 你的意思是IO下拉？ |
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| 31樓： | >>參與討論 |
| 作者： hch 于 2003/7/25 17:35:00 發(fā)布：
還有一個(gè)問題 如果沒外電了 電容放電到了單片機(jī)低壓復(fù)位 會(huì)出現(xiàn)反復(fù)啟動(dòng) 后上電造成 重復(fù)啟動(dòng) 導(dǎo)致程序跑飛 數(shù)據(jù)丟失怎么辦 |
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| 32樓： | >>參與討論 |
| 作者： avr 于 2003/7/26 16:01:00 發(fā)布：
在IO口富余的場(chǎng)合有參考價(jià)值，省了幾個(gè)元件。 |
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| 33樓： | >>參與討論 |
| 作者： xuguofeng 于 2003/8/1 16:01:00 發(fā)布：
危險(xiǎn) 瞬間電流太大，容易損壞IO口，請(qǐng)參考DS1302內(nèi)部線路圖。 |
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| 34樓： | >>參與討論 |
| 作者： cdl35 于 2003/8/2 11:58:00 發(fā)布：
同意pheavecn 的建議，簡(jiǎn)單可靠 |
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