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        RTC電路筆記,初學者必備!

        2023/6/14 15:28:05??????點擊:


               1、關于RTC電路


                在很多應用中,需要RTC電路,而此電路的作用是讓時間持續不間斷,如攝像頭需要記錄每次錄像的實時時間,在斷電狀態下,再重啟時間不會丟失,這種屬于自帶錄像功能的攝像。如果攝像頭不帶錄像功能的,在錄像端一定有RTC電路。

        其實RTC電路簡單,一顆RTC芯片,一顆32.768KHZ的晶體,一顆電池或者一顆帶充電功能的電池。下面,簡單講一個RTC電路。


                            


                如上圖所示,此芯片為DS1339U-33+,3.3V供電,pin1和pin2腳接32.768KHZ的晶體,pin8腳接3.3V電源,pin3腳電池供電,這顆芯片的電源供電和電池供電不需要二極管,內部有切換電路,當3.3V電源斷電后自動無縫切換到電池供電,控制方式I2C如上圖pin6和pin5腳,此接口并接在I2C總線上,芯片地址:1101000,查閱芯片資料有介紹芯片的地址,所用晶體規格有明確說明32.768KHZ的晶體需要6pf負載電容,常規的32.768KHZ晶體都是12.5pF。


                知識點1:3.3V如何與電池切換?


                此顆芯片有個Vpf值,也就是電源跌落電壓點2.7-2.97V,假如VCC3.3V<Vpf,VCC3.3V<Vbat,切換電池供電,也就是正常供電供電狀態下,VCC3.3V只要不斷電就不會小于Vpf,此種情況只有在電源出現故障的情況才會發生,通常都會大于Vpf。


                知識點2:電池可以是充電電池。


                在電池充電上的應用比較麻煩,即要考慮充電電壓,又要考慮供電電源與I2C總線的電平匹配,假如是5V電平總線,用充電電池上好選擇。假如是3.3V供電,能兼容更多的I2C總線,所以通常都是固定容量的電池,例如上圖的CR1632 125mA。


                知識點3:電池用電時常計算。


                DS1339U-33+在Vbat供電時,最大的供電電流是1uA,125mA的電池能用多久,125x1000/1=125000小時,按照這樣計算電池能用14年,但是電池的自耗電3年內10%,也就是112.5mA,也能用12.8年,那這個時間已經很長了,考慮到氣候溫度的影響,再怎么用也有6年沒問題。


                           


                2、RTC充電電池的應用


                前面講到RTC電路有帶充電池的,這種電路通常應用在RTC電路耗電比較大的,例如某錄像設備的主控芯片自帶的RTC電路耗電在20uA,I2C接口有限的情況下,RTC電路又不得不采用芯片自帶的RTC電路,至此別無它法,只能硬著頭皮上,那就只能用到小容量的充電電池或者超級電容。

        電路如下:


                           


                第一節的知識點2,有講述過充電電路沒這么簡單,不簡單的原因是,標稱電壓不在3.3V,而是3.6V,充滿電后可能達到4.2V,在電路中不能直接使用,否則電平不匹配,加上去也是徒勞。而且還有充電電壓要求,上圖中明確規定電池的充電電壓范圍是3.4-3.55V,那怎么辦?


                得想法子降壓,所以上面電路中,R38和R65就是為充電電壓降壓,先將電壓降下來才能充電,不然電池會充爆。5.2/(240+1000)*1000=4.19V,再減去充電時產生的二極管壓降就是3.5V。


                用5.2V的原因是,源電路已經將電壓調高到5.2V。充電電壓滿足后,就能正常充電。5.2V同時給U12轉換一個1.8V給RTC供電,也就是在主電源沒斷電的狀態下,LDO_VCCIN的電壓電壓高于D8輸出的電壓,此時D8是截止的,放不出電,但是主電源沒電的狀態下,充電電池就從D8輸出給U12,達到送到RTC供電的目的,原理已經講明白了,下面說一下知識點。


                知識點1:D4 D6 D8是否可以用肖特基二極管?


                答案是否定的,原因就是肖特基二極管的漏電流比較大有1mA以上,見下表(肖特基二極管)即使你用了充電池,也保不了你RTC電路會有斷電的情況。計算一下,20mA的充電電池,漏電1mA,也就是24小時不到,只要你有斷電超過24小時,電池就沒電了,時間又需要重新設置,有充電電池也無濟于事。那1N4148的漏電流是多少,約1uA件下表(1N4148),是肖特基二極管的1000倍,所以放心使用,電不怕漏。這個很重要的知識點,切記??!

                           


                知識點2:充電電路的電壓需要核算好,否則充不滿。


                知識點3:后級的U12 LDO需要功耗低的,如果它是個耗電大戶,也是白搭。


                知識點4:多次確認主控自帶RTC電路的供電是否能用低壓供電,因為低壓供電的時候功耗會更小,電池用得更久。


                這一篇知識點比較多如二極管漏電、LDO低功耗、充電電壓等,都是制約著此種充電電路的原因,所以不是那么簡單。有人也用超級電容做RTC電池,但是超級電容體積太大,選得不好的超級電容漏電也大,所以電路設計時更加謹慎。


                好了,關于RTC電路的講解,今天就分享到這兒了,希望能對大家有所幫助。

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