请教用电容延迟3.3V的单片机断电，请问怎么计算才好？

只看该作者 · 2019-7-8 10:44

目前测试得3.3V的单片机，用万用表量电流约在10mA左右。需要在突然断电的情况下，延迟关断约在0.5秒左右。在满足时间的前提下，电容体积越小越好。（否则也不需要计算了，直接找个大完事了....）
查了一下，单片机的最小运行电压为 1.8V左右

目前原理图大概是这个样子。

我目前找到比较容易看明白，有例子的公式，就只有这个。（其它的真的看晕，感觉数字符号因为网页的限制有错误现象，真的看不明）

其中Vo应该是3.3V吧，
1、Vt是1.8V吗？
2、电阻应该填多少？话说我也不清楚单片机的电阻是多少..........
3、有其它更直接的计算公式吗？

2万 · 2019-7-8 11:06

本帖最后由 tyw 于 2019-7-8 11:55 编辑

3.3v 10mA,负载内阻 3.3v÷10mA=330Ω
T=0.6RC C=T÷0.6R=0.5秒÷0.6÷330Ω=2500μF
乖乖的弄只0.1F的法拉电容吧,体积还小一点呢,哈哈

https://item.taobao.com/item.htm ... ;abbucket=16#detail

只看该作者 · 2019-7-8 18:21

本帖最后由 yueguang3048 于 2019-7-8 18:23 编辑

猛一看时间要**0.5S，容量不会很大。

法拉电容容量及放电时间计算方法.pdf (5.24 KB) 根据此文档计算的话，大于3.3mF的法拉电容即可。

11mF法拉电容链接

只看该作者 · 2019-7-8 20:15

yueguang3048 发表于 2019-7-8 18:21
猛一看时间要**0.5S，容量不会很大。

根据此文档计算的话，大于3.3mF的法拉电容即可。

感谢详细的解答！！

只看该作者 · 2019-7-15 07:43

本帖最后由 jyzhzn 于 2019-7-15 07:50 编辑

tyw 发表于 2019-7-8 11:06
3.3v 10mA,负载内阻 3.3v÷10mA=330Ω
T=0.6RC C=T÷0.6R=0.5秒÷0.6÷330Ω=2500μF
乖乖的弄只0.1F的 ...

最近也在计算这个问题，T叔的公式不完整吧

完整公式是不是

U1=经过时间T后的电压
U0=初始电压

只看该作者 · 2019-7-15 09:57

本帖最后由 tianxj01 于 2019-7-15 10:01 编辑

你首先得测试出来，到最低电压，单片机的工作电流，要知道，单片机在各工作电压条件下，单片机运行条件不变前提下，很多时候，负载特性更接近电流性负载而不是电阻性负载。
比如我在1.85V时候，必须测试出该时刻工作电流，如果稍微有所下降，但是完全不符合欧姆定律，则说明负载更像是一个恒流特性，这时候，你可以用最高电流和最低电流的平均值做恒流放电来计算延时，C=I*t/v。
没有测试过你用的单片机电流消耗情况，如果按照恒流计算则：
C=0.01A*0.5S/1.5V=0.00333333333333333F=3.3mF

只看该作者 · 2019-7-15 13:21

tianxj01 发表于 2019-7-15 09:57
你首先得测试出来，到最低电压，单片机的工作电流，要知道，单片机在各工作电压条件下，单片机运行条件不变 ...

电容放电是对数函数，用最高电流和最低电流的平均值做恒流放电来计算不妥吧

只看该作者 · 2019-7-15 13:51

jyzhzn 发表于 2019-7-15 13:21
电容放电是对数函数，用最高电流和最低电流的平均值做恒流放电来计算不妥吧 ...

你测试过后再来回复吧。
不过我可以肯定的告诉你，一般的单片机负载肯定不是典型的阻性负载，应该说为典型的恒流负载+阻性负载组成。
如果测试下来结果，你这个（特殊的）单片机更符合阻性负载特性，则当然可以采用指数函数来计算。

只看该作者 · 2019-7-16 11:02

tyw 发表于 2019-7-8 11:06
3.3v 10mA,负载内阻 3.3v÷10mA=330Ω
T=0.6RC C=T÷0.6R=0.5秒÷0.6÷330Ω=2500μF
乖乖的弄只0.1F的 ...

时间常数不应该是RC吗

2万 · 2019-7-16 11:22

本帖最后由 tyw 于 2019-7-16 11:26 编辑

QWE4562009 发表于 2019-7-16 11:02
时间常数不应该是RC吗

放电时间计算：
初始电压为E的电容C通过R放电
V0=E，Vu=0，故电容器放电，任意时刻t，电容上的电压为：
Vt=E*exp(-t/RC)
t=RCLn[E/Vt]
以上exp()表示以e为底的指数；Ln()是e为底的对数。

设E=5v Vt=2.7v Ln[E/Vt]=Ln[5/2.7]=Ln1.8=0.61
t=RCLn[E/Vt]t=0.6RC

拜托,勿要再穷追猛打了,哈哈

只看该作者 · 2019-7-16 15:13

设计的时候还需要考虑一个问题就是，MCU的启动时间；
以及电源对电容充电的电流限制问题，电源的最大的放电电流限值。

只看该作者 · 2019-7-18 00:20

这个问题涉及到单片机的工作电流，要用到积分计算。计算需要自己去补习电路基础和微积分。简单的方法就是自己做实验测试不同电容量的维持时长。我提醒一下：电压的维持时间，不应仅仅局限于MCU的工作电压部分，还应考虑到影响作用最大的电源前级的输入电容蓄能，和必要的断电时与外部电源的分割。另外如果能检测到外部掉电时，关闭不需要使用的外设单元尽可能降低电路的总工作电流，也是可以适当延长持续供电时间的