凡亿专栏 | RTC电路笔记
RTC电路笔记

最近一兄弟分享了他写的RTC笔记,我觉得还是挺不错的,征求其意见后发出来给兄弟们看看。


 

1、关于 RTC 电路


 

在很多应用中,需要 RTC 电路,而此电路的作用是让时间持续不间断,如摄像头需要记录每次录像的实时时间,在断电状态下,再重启时间不会丢失,这种属于自带录像功能的摄像。如果摄像头不带录像功能的,在录像端一定有 RTC 电路。


 

RTC 电路简单,一颗 RTC 芯片,一颗 32.768KHZ 的晶体,一颗电池或者一颗带充电功能的电池。下面简单讲一个 RTC 电路。


6d7ee439dd65f69735074f87780468.jpg


 

此芯片为 DS1339U-33 ,3.3V 供电,pin1 和 pin2 脚接 32.768KHZ 的晶体,pin8 脚接 3.3V电源,pin3 脚电池供电,这颗芯片的电源供电和电池供电不需要二极管,内部有切换电路,当 3.3V 电源断电后自动无缝切换到电池供电,控制方式 I2C 如上图 pin6 和 pin5 脚,此接口并接在 I2C 总线上,芯片地址:1101000,查阅芯片资料有介绍芯片的地址,所用晶体规格有明确说明 32.768KHZ 的晶体需要 6pf 负载电容,常规的 32.768KHZ 晶体都是 12.5pF。


 

知识点 1:3.3V 如何与电池切换


 

此颗芯片有个 Vpf 值,也就是电源跌落电压点 2.7-2.97V,假如 VCC3.3V<Vpf,VCC3.3V<Vbat,切换电池供电,也就是正常供电供电状态下,VCC3.3V 只要不断电就不会小于 Vpf,此种情况只有在电源出现故障的情况才会发生,通常都会大于 Vpf。


 

知识点 2:电池可以是充电电池


 

在电池充电上的应用比较麻烦,即要考虑充电电压,又要考虑供电电源与 I2C 总线的电平匹配,假如是 5V 电平总线,用充电电池上好选择。假如是 3.3V 供电,能兼容更多的 I2C总线,所以通常都是固定容量的电池,例如上图的 CR1632 125mA.


 

知识点 3:电池用电时常计算


 

DS1339U-33 在 Vbat 供电时, 最大的供电电流是1uA,125mA 的电池能 用多久,125x1000/1=125000小时,按照这样计算电池能用 14 年,但是电池的自耗电 3 年内 10%,也就是 112.5mA,也能用 12.8 年,那这个时间已经很长了,考虑到气候温度的影响,再怎么用也有 6 年没问题。


92d159bc742a26dc586032ebdc1e80.jpg


 

2、RTC 充电电池的应用


 

前面讲到 RTC 电路有带充电池的,这种电路通常应用在 RTC 电路耗电比较大的,例如某录像设备的主控芯片自带的 RTC 电路耗电在 20uA,I2C 接口有限的情况下,RTC 电路又不得不采用芯片自带的 RTC 电路,至此别无它法,只能硬着头皮上,那就只能用到小容量的充电电池或者超级电容。


 

电路如下:


9940862798537c4e784ca60ed62d41.jpg


 

第一节的知识点 2,有讲述过充电电路没这么简单,不简单的原因是,标称电压不在 3.3V,而是 3.6V,充满电后可能达到 4.2V,在电路中不能直接使用,否则电平不匹配,加上去也是徒劳。而且还有充电电压要求,上图中明确规定电池的充电电压范围是 3.4-3.55V,那怎么办?得想法子降压,所以上面电路中,R38 和 R65 就是为充电电压降压,先将电压降下来才能充电,不然电池会充爆。5.2/(240 1000)*1000=4.19V,再减去充电时产生的二极管压降就是 3.5V。用 5.2V 的原因是,源电路已经将电压调高到 5.2V。充电电压满足后,就能正常充电。5.2V 同时给 U12 转换一个 1.8V 给 RTC 供电,也就是在主电源没断电的状态下,LDO_VCCIN 的电压电压高于 D8 输出的电压,此时 D8 是截止的,放不出电,但是主电源没电的状态下,充电电池就从 D8 输出给 U12,达到送到 RTC 供电的目的,原理已经讲明白了,下面说一下知识点。


 

知识点 1:D4 D6 D8 是否可以用肖特基二极管


 

答案是否定的,原因就是肖特基二极管的漏电流比较大有 1mA 以上,见下表(肖特基二极管)即使你用了充电池,也保不了你 RTC 电路会有断电的情况。计算一下,20mA 的充电电池,漏电 1mA,也就是 24 小时不到,只要你有断电超过 24 小时,电池就没电了,时间又需要重新设置,有充电电池也无济于事。那 1N4148 的漏电流是多少,约 1uA 件下表(1N4148),是肖特基二极管的 1000 倍,所以放心使用,电不怕漏。这个很重要的知识点,切记!!


5d73e0601c7f15d0e09b091b4129cd.jpg


 

知识点 2:充电电路的电压需要核算好,否则充不满。


 

知识点 3:后级的 U12 LDO 需要功耗低的,如果它是个耗电大户,也是白搭。


 

知识点 4:多次确认主控自带 RTC 电路的供电是否能用低压供电,因为低压供电的时候功耗会更小,电池用得更久。


 

这一篇知识点比较多如二极管漏电、LDO 低功耗、充电电压等,都是制约着此种充电电路的原因,所以不是那么简单。有人也用超级电容做RTC 电池,但是超级电容体积太大,选得不好的超级电容漏电也大,所以电路设计时更加谨慎,RTC 电路的讲解就结束了今天就分享到这。


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。
相关阅读
进入分区查看更多精彩内容>
精彩评论

暂无评论