Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik (Nochmal) RTC mit Goldcap sichern.


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von Thorben M. (thorben93)


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Hallo,

auch wenn es schon einige Male hier besprochen wurde, wollte ich nochmal 
etwas wegen einer Schaltung bezüglich RTC mit Goldcap erfragen – 
beziehungsweise bräuchte ich nochmal eine Bestätigung, dass mein 
Gedankengang korrekt ist.

Ich brauche eine kurzfristige Spannungsversorgung für Stromausfall, 
Steckdose wechseln, o.ä für den RTC-IC.

Als RTC habe ich den DS1307. Laut Datenblatt kann dieser für V_bat 2.0 
bis 3.5V. Da der DS1307 den Goldcap selbst nicht laden kann, habe ich 
mir die auf dem Screenshot dargestellt Schaltung simuliert. Rot: 
Versorgungsspannung, grün: Spannungsabfall an der Diode, blau: Spannung 
an Goldcap und magenta: Strom. Innenwiderstand vom Goldcap einfach mal 
auf 40 Ohm geschätzt.

Ich habe auf meinem Board 3.3V und 5V. Gemäß diesem alten Forenbeitrag 
Beitrag "Gold-Cap statt Batterie für DS1307-Uhr" bräuchte ich bei 5V vier 
Dioden, bei meiner Lösung nur eine.

Die Simulation ergibt, dass ich unter 2 Minuten auf ca. 2.8V gelange. 
Bei der Betrachtung im Unendlichen nähere ich mich natürlich den 3.3V 
an.

Nehmen wir an, ich habe den Goldcap auf V_GC=3V geladen und schalte die 
externe Spannungsversorgung ab. So ergeben sich bei einem Batteriestrom 
von I_bat=500nA folgende Laufzeiten für den RTC:

t(C)=((V_GC-V_bat,min)*C)/I_bat
t(0,47F)=261,11h
t(0,047F)=26,11h
t(0,022F)=18,33h
t(0,033F)=12,22h

Stimmt das soweit? Habe ich einen Denkfehler?
Kann ich die folgenden Bauteile verwenden?
Diode: http://www.vishay.com/docs/85748/1n4148w.pdf
Goldcap: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/400000-424999/422086-da-01-en-GOLDCAP_ELKO_SD_V_TYPE_0_33F5_5V.pdf

Ich muss nicht das Maximum aus dieser Schaltung rausholen, es soll im 
Prinzip ja nur kurze Versorgungsunterbrechungen überbrücken und 
hauptsächlich günstig sein.

Vielen Dank für die Antworten :-).



Bearbeitung:
In diesem Forenbeitrag Beitrag "RTC und Goldcap -> Schaltung richtig ?" hat 
der Autor noch einen Widerstand R1 und einen Kondensator C2 eingebracht. 
Wofür sind die gedacht, sollte ich die auch verwenden?

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thorben M. schrieb:
> Stimmt das soweit? Habe ich einen Denkfehler?
Du hast den Leckstrom vergessen. Der kann einiges größer als 500nA 
sein...

von Hurra (Gast)


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Diode:
Ich würde auch keine 1N4148 nehmen wegen des Leckstromes, sondern eine 
low-leakage-Diode wie die BAS45AL. Ist aber eher eine Verfeinerung der 
Sache.

Standzeit / Kapazität:
Was die Standzeit angeht, da wäre neben dem Strom der RTCC auch die 
Selbstentladung des Kondensators zu berücksichtigen und der Leckstrom 
der Diode. Die Selbstentladung und der Leckstrom sind nämlich größer, 
als die Stromaufnahme der RTCC. Nimm sie als konstanten Strom an, 
rechnet sich leichter ;-)
Dann kann man das ganz klassisch berechnen, und so auch die Kapazität 
wählen.

Lesestoff:
https://industrial.panasonic.com/cdbs/www-data/pdf/RDG0000/DMG0000COL4.pdf
Sehr zu empfehlen, sich das mal durchzulesen, wenn man sowas verwendet.

von Thorben M. (thorben93)


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Hurra schrieb:
> Was die Standzeit angeht, da wäre neben dem Strom der RTCC auch die
> Selbstentladung des Kondensators zu berücksichtigen und der Leckstrom
> der Diode...

Ok, dass parasitäre Effekt mitwirken dachte ich mir schon. Danke für die 
URL und die Diodenempfehlung.

Da ich aber nur wenigen Minuten (bis Stunden ?!, wie lange dauern 
regionale Stromausfälle :-P) überbrücken muss, sollte das ganze bei 
C=0.022F wohl doch funktionieren.

Ich rechne mich dennoch mal durch, danke.

von Björn (Gast)


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Thorben M. schrieb:
> Bearbeitung:
> In diesem Forenbeitrag Beitrag "RTC und Goldcap -> Schaltung richtig ?"
> hat
> der Autor noch einen Widerstand R1 und einen Kondensator C2 eingebracht.
> Wofür sind die gedacht, sollte ich die auch verwenden?

So wie ich das sehe, wurden diese Fragen bis jetzt noch nicht 
beantwortet.
Mich würde die Antwort aber auch interessieren ;-).

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Björn schrieb:
> So wie ich das sehe, wurden diese Fragen bis jetzt noch nicht
> beantwortet.
> Mich würde die Antwort aber auch interessieren ;-).
R1 und C2 in obiger Schaltung sind nicht notwendig.

Für normale C-MOS-IC wäre der Tiefpass sicher gut, um Störabstrahlungen 
zu unterdrücken. Eine RTC mit der sehr stromsparenden und sehr langsamen 
Schaltungstechnik braucht das aber sicher nicht.
Ein Längs-Widerstand ist aber immer gut, fall die Möglichkeit besteht, 
dass man irgendwie mal eine Kurzschluss verursacht.
Gruß Öletronika

von Hurra (Gast)


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Björn schrieb:
> So wie ich das sehe, wurden diese Fragen bis jetzt noch nicht
> beantwortet.
> Mich würde die Antwort aber auch interessieren ;-).

R1 ist vermutlich unnötig. Der R1 könnte drin sein, um Rippel auf der 
Versorgung auszufiltern. Ob das nötig ist weiß ich nicht. Das Kommt auf 
dein Versorgungssystem an. Wenn das unsauber ist (viel Rippel), könnte 
es Sinn machen.

Der C2 ist aber schon nötig. Grund ist, dass der Goldcap recht hochohmig 
ist, und auch die Logik in der RTCC (wie alles mit CMOS) Strompeaks 
zieht. Die muss der Kerko liefern. Das dürfte so auch im Datenblatt der 
RTCC stehen, vermute ich.
Ich würd ihn hineintun. Kerkos haben kaum Leckstrom, und der 100n ist 
quasi gratis von den Kosten her, also stört er nicht.

von Peter D. (peda)


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Hurra schrieb:
> Ich würde auch keine 1N4148 nehmen wegen des Leckstromes, sondern eine
> low-leakage-Diode wie die BAS45AL.

Du machst Dir echt wegen 25nA ins Hemd?
Der Leckstrom ist nur bei Shottky-Dioden zu hoch.

von Hurra (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Du machst Dir echt wegen 25nA ins Hemd?
> Der Leckstrom ist nur bei Shottky-Dioden zu hoch.

Du kannst echt keine Datenblätter lesen?

Dann lis mal nach, was bei höheren Temperaturen passiert. Und vergleiche 
dann die Leckströme  der Dioden.

Ja, es kann sein dass das egal ist. Aber wenn man höhere Temperaturen 
hat, wird die Laufzeit möglicherweise signifikant reduziert.

Es kommt eben darauf an, in welchem Bereich man das einsetzt.

Außerde: "Ist aber eher eine Verfeinerung der Sache." = "ins Hemd 
machen". Seh ich so auch nicht, aber gut...

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