Corriente de fuga de la batería en paralelo con el condensador

1. Esa tapa tiene una fuga citada como

0.02CV (uA) o 3mA, lo que sea menor, después de 5 minutos a 20C. Donde I = Máx. corriente de fuga (uA), C = Capacidad nominal (uF) y V= Tensión nominal (V)

Entonces, para un límite de 6.3V 4700uF, la fuga sería de 592uA, que es mucho más pequeña que 3mA, pero aún así aproximadamente 100 veces el consumo de energía en espera del circuito, lo que parece un poco triste.

2. Sí, hay muchas tapas hechas específicamente como de "baja fuga"; obviamente, eso puede ser un poco como "bajo costo", en el sentido de que es relativo a las expectativas de otra persona, pero puede hacerlo mucho, mucho mejor que un electrolítico genérico. También hay límites hechos específicamente para lo que está tratando de hacer aquí, llamados "supercaps" o "ultracaps". batería. Aquí hay algunos supercaps que tienen fugas muy bajas: http://www.maxwell.com/images/documents/hcseries_ds_1013793-9.pdf

3. Sí.

4. Utilice una tapa más adecuada, véase más arriba.

Una nota general acerca de hacer proyectos de microprocesador de bajo nivel de microamperios: debe tener mucho cuidado con todo para llegar a ese tipo de nivel, e incluso errores triviales con un solo pull-up encendido en un micro, o un elegido descuidadamente componente puede alejarlo absolutamente de órdenes de magnitud de donde debe estar. Debe asegurarse de tener el kit para realizar mediciones confiables de baja corriente.

La pregunta más importante que debe hacerse: ¿Qué hacen mis baterías con respecto a la carga/descarga?

A partir de los voltajes y su capacidad, supongo que usa Li-Ion.

El comentario que Will hizo sobre su pregunta es especialmente válido para Li-Ion, ya que pueden causar que fluyan enormes corrientes cuando no tienen la misma carga, lo que sucede cuando reemplaza uno. Pero seguro que sigue siendo válido para muchos otros tipos.

Pero, a lo que me refiero principalmente: las baterías de iones de litio se descargarán de llenas a vacías en un tiempo fijo a un ritmo razonablemente constante, que depende de su calidad. Las celdas de gama alta de una fuente acreditada durarán entre 1 y 2 años con una carga completa. Las baterías de marca genérica de una fuente decente durarán aproximadamente un año con una carga completa. Baterías de eBay/Ali entre unas pocas semanas y un año.

Y eso sin carga añadida a ellos.

A 2,4 Ah con 1 año de tiempo de autodescarga, eso es 365,25 días * 24 horas = 8766 horas en promedio. Lo que genera una corriente de autodescarga de aproximadamente 0,273 mA. Eso significa que su MCU no contribuirá en absoluto al tiempo de descarga.

Por supuesto, todavía es "solo" 0.5 mA para dos celdas, por lo que 3 mA en un capacitor afectaría el tiempo. Efectivamente, haciéndolo menos de 3 meses si sigue el límite del peor de los casos (que es 3mA). Pero si ya tienes una batería doble con diodos, ¿de qué sirve un condensador superior a un par de μF?

Lo que es mucho más común para su problema es usar baterías de litio de primera calidad, como las celdas tipo moneda "CR2032" y "CR2016", que tienen un tiempo de autodescarga de 10 años o más. Con un contenido de energía de aproximadamente 240 mAh en una celda más grande, durante tres años su MCU de 8 μA consumirá 8 μA * 8766 horas * 3 = 210 mAh, lo que significa que la celda estará casi vacía. Eso es $ 2.50 por 3 años de costos de batería, pero con una muy buena confiabilidad de funcionamiento durante largos períodos de tiempo.

Por lo general, se configura como:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

No necesita un interruptor, porque los diodos se encargarán de eso. Cuando la energía principal es mayor que el voltaje de la batería, 3,3 V por ejemplo, suministrará a la MCU, cuando se caiga, las baterías compartirán la carga a través de los diodos con el tiempo.

Seleccioné BAT54, pero puede que no sean los mejores. Es mejor usar un diodo con una corriente de fuga inversa de (mucho) menos de la mitad de un μA, mientras que también proporciona un voltaje directo razonablemente bajo a 2 veces la corriente de drenaje promedio MCU esperada. Si la corriente de fuga inversa a 3 V (no nos importan los 50 V, porque solo tenemos baterías de 3 V) es de unos pocos microamperios, eso contribuirá notablemente, porque D3 permitirá que las baterías filtren esa cantidad de regreso a la fuente de alimentación.

Siempre que cambie las baterías una por una, la MCU siempre tendrá una batería que la suministre y las dos tapas cubrirán fácilmente pequeños transitorios.

1. La hoja de datos parece implicar que esta es la especificación del peor de los casos. Probablemente no sea irrazonable, pero podría ser un poco más alto que el caso nominal. ¡Compre uno y mida la corriente de fuga!

2. Sí, no ha desconectado el condensador de las baterías.