2014/05/13

GPSのバックアップバッテリ

手元に未評価の(ublox製/NEOフォームファクタの)GPSモジュールがたまってきたので、そろそろ腰を上げて評価用基板を作製しようと考えています。
評価用基板には各種コネクタ等の他にもバックアップ用の電源を取り付けるつもりですが、ボタン電池と電気二重層コンデンサが主な候補です。

電気二重層コンデンサには電池交換の手間も省けるというメリットがありますが、容量とバックアップ電流によってはバックアップ時間が十分に取れないことも考えられます。
そこで、バックアップ時間がどの程度取れるのか測定してみることにしました。

実験はHPA_Navi(無印)で行いました。
バックアップ回路は、電気二重層コンデンサ(0.22F)を逆流防止用のダイオード1ss400を通して3V3につないだだけの単純なものです。
以下に測定の様子を示します。

測定の様子。Agilent U1253Bの入力インピーダンスは10MOhmなので、測定系に流れ出る電流は無視できる程度
充電・放電時のバックアップキャパシタの電圧変化
使用したGPSモジュールNEO-6Pのバックアップ端子の最低電圧は1.4Vなので、1.5時間程度のバックアップ時間が確保できることがわかります。
また、放電開始直後には急に電圧が降下しており、その後ほぼ定電流で放電する様子が見て取れます。
この傾きから(バックアップ回路全体の)消費電流は32uA程度と求まります。
データシートによればNEO-6Pのバックアップ電流は典型値で22uAなので、ダイオードや測定系に流れ出る分を考えてもこの値は少し大きめと言えそうです。

通常の運用であれば1.5時間程度のバックアップ時間が取れれば十分なので、製作する評価基板のバックアップ系には0.22Fの電気二重層コンデンサを採用したいと思います。