Прошу совета по питанию STM32F407 от суперконденсатора Опции

[vldmr86]

Есть устройство на том самом STM32F407VGT6. К устройству подключены: USB порт для FLASH накопителя, Ethernet PHY, SPI память, SPI дисплей, SPI АЦП, изолированные интерфейсы (с изоляторами типа ISO7721), часовая батарейка 2032 и прочая мелочь. Замечено что неожиданное выключение питания приводит к сбою записи в SPI память. Кроме лога там телеметрия и для ее нормальной записи нужны несколько секунд. Еще одну батарейку ставить категорически не хочется по нескольким причинам. Нравится суперконденсатор. Вопросов два.
Первый - что нужно сделать на аппаратном уровне чтобы при минимальном номинале суперконденсатора продержаться максимальное время. Есть опасения что через подключенных к портам потребителей энергия суперконденсатора будет утекать бесполезно. Пока на ум пришло увеличить номиналы подтяжек на землю и питание с обычных 10 к до например 47...100 к руководствуясь конечно по каждому пункту здравым смыслом. Понятно что надо тушить дисплей, или завести его в RESETное состояние, как-то программно потушить USB и Ethernet PHY (LAN8720 если он это позволяет?) . Что еще не забыть?

Второй вопрос по типу суперконденсатора. Мне встретились 2 типа (а может их и больше в природе) отличающиеся отдаваемой мощностью. Первый тип в нашей литературе называют ионистором. Он может отдавать небольшой ток но длительное время. Например такой экземпляр от Panasonic емкостью 1 фарад стоит около 3...4 баксов. Выглядит как литиевая батарейка таблетка. Этого можно зарядить до трех вольт и уверенно рассасывать энергию до 1.8 вольта
Второй тип может отдавать большой ток но недолго. Его обычно зовут EDLC. Он выглядит как электролитический конденсатор вроде отечественных K50-6. Их много кто делает. По разумным ценам в России можно купить Nesscap, Samwha и пр. Например 3 фарада за 60 центов. Этот вариант мне нравится больше, потому что дешевле. Этого можно зарядить максимум до 2.7 а лучше не больше 2.5 ну и как-то дотянуть до тех же 1.8.

Поискал но сходу не нашел готовых апнот по этой тематике. Наверное плохо искал. Очень надеюсь на помощь.

[AlanDrakes]

Кстати, у меня в одном типе плат стоит контроллер (STM32F103). В цепи питания стоит обычный электролит на, кажется, 4700uF. Настроен PVD на уровень 2.9V (номинальное - около 3.2). Когда внешнее питание пропадает - контроллер ловит прерывание от PWD и быстро отправляет в консоль ругань, что его обесточили.
Согласен, не Ваш вариант. Но в это же время можно отключить всю мощную нагрузку (хотя велик риск не успеть) и быстро доделать какие-то вещи, пока ёмкость не истощилась.
Могу ещё предложить контролировать входное напряжение и при его пропадании - так же всё отключать, пока не разрядились ёмкости.
Но две секунды на запись - это минимум сам контроллер + память... память - не более 25мА, судя по даташиту.
Контроллер, если сбросить частоту - можно получить около 10-20мА.
Берём наихудшие значения (20+25), накидываем разные утечки и всё, что нельзя обесточить (+50мА).
Необходимо: 45+50 = 95мА суммарно на 2 секунды.
При этом нельзя ронять напряжение ниже 2.7V для памяти.
При начальном питании в 3.3 получаем разницу в (3.3 - 2.7) = 0.6V. Негусто.
Теперь считаем заряд 2.7 * 0.095 * 4(с) (снова берём худший вариант и накидываем ещё резерв времени) = 1.026J
Неслабо так.
Минимум, который у меня получается, без использования преобразователей, просто на шине питания - 0.6F
Это при токе почти в 100мА. После разряда от 3.3 до 2.7, в конденсаторе останется ещё ~1.8J. Если использовать дополнительный преобразователь:
IN -> BoostCap -> Main_3.3, то можно вытянуть из него порядка 2.5J, а это около 8-10 секунд работы. Естественно, минимум потребителей и высокий КПД.
Ёмкость на 3F можно просто оставить на питании и мониторить вход.
Начальная энергия - 16J, Конечная - 11J (3.3 -> 2.7).

А вот запуск с таким конденсатором будет довольно тяжёлым.