Гнучка система живлення для мікроконтролерів
Компанії за темою
Тому джерело живлення часто реалізується у вигляді простої ємнісної схеми замість перетворення напруги мережі дорогим і громіздким трансформатором у низьку напругу, необхідну для живлення мікроконтролера. Така схема можлива лише в тому випадку, якщо програма не споживає більше 10-15 мА. Більший струм не може бути забезпечений ємнісним дільником напруги, якщо повинна бути виконана вимога про мінімальні витрати.
2. Чистий режим роботи/зберігання RTC
У цьому робочому режимі живлення потребує лише система RTC. Важливо підтримувати правильний час при мінімальному споживанні енергії. Передумовою цього є те, що всі інші апаратні елементи мікроконтролера деактивовані за допомогою цього спеціального джерела живлення, і всі інші програмні функції програми також повинні бути розділені та контрольовані.
Вимога, щоб годинник реального часу працював безперервно протягом усього терміну експлуатації лічильника, також є найвищим пріоритетом. З цієї причини акумулятор, призначений для функції RTC, повинен мати можливість подавати енергію до 12 років. Це також базується на найгіршому випадку, коли лічильник електроенергії майже весь свій термін служби проводить на складі після виробництва та калібрування і використовується лише до кінця терміну служби акумулятора.
3. Режим зчитування, коли джерело живлення відсутнє або вимкнено
Деякі лічильники електроенергії також повинні мати можливість зчитування даних при відсутності або відключенні електромережі. Тому енергопостачальна компанія (EVU) повинна мати можливість запитувати стан лічильника та інформацію про споживання навіть без енергії мережі змінного струму.
4. Режим обслуговування акумулятора (між пайкою та першою ініціалізацією та програмуванням)
При складанні лічильника зазвичай використовується батарея, коли пропайні компоненти припаяні. Однак перша ініціалізація та програмування мікроконтролера відбувається лише пізніше. Оскільки програма тим часом не ініціалізована, акумулятор можна розряджати неконтрольовано і, таким чином, значно скорочувати час автономної роботи в режимі RTC/зберігання. Цього слід запобігти за допомогою відповідних схемних схем у блоці живлення.
Інтегрований допоміжний блок живлення (AUX) мікроконтролера MSP430F6736 забезпечує засіб завдяки своїй гнучкій концепції комутації. Завдяки різноманітним підключенням AUX0 (DVCC), AUX1, AUX2 та AUX3, він підтримує кілька джерел напруги живлення. Наприклад, живлення через підключення AUX2 не дозволяє системі самостійно запускатися, поки вона не була запущена заздалегідь - подається іншим входом. Тому цей блок живлення можна використовувати лише після переключення з раніше активного джерела живлення (AUX0 або AUX1). На рисунку 1 показана внутрішня архітектура джерела живлення AUX у MSP430F6736.
На додаток до звичайних систем живлення, заснованих на підключенні зовні, додатковим джерелом енергії може бути акумулятор або суперконденсатор. Однак, як тільки таке додаткове джерело вступає в дію, система вимагає ряду додаткових функцій для зарядки та розрядки, а також для підтримки заряду в цих запасах енергії. Зарядні ланцюги в мікроконтролері забирають свою енергію з основного джерела живлення, підключеного до DVCC.
Вбудований резистивний зарядний контур і АЦП
Для того, щоб запобігти критичному падінню напруги основного живлення, слід перевірити або обмежити максимальний струм, який тут подається. Напруга від різних джерел також повинна вимірюватися та контролюватися для контролю навантаження та захисту від перевантаження. Для цього MSP430F6736 має вбудовану резистивну схему зарядки, тоді як напруга може контролюватися за допомогою вбудованого 10-бітного АЦП.