RTC電路筆記

最近一兄弟分享了他寫的RTC筆記，我覺(jué)得還是挺不錯(cuò)的，征求其意見后發(fā)出來(lái)給兄弟們看看。

1、關(guān)于 RTC 電路

在很多應(yīng)用中，需要 RTC 電路，而此電路的作用是讓時(shí)間持續(xù)不間斷，如攝像頭需要記錄每次錄像的實(shí)時(shí)時(shí)間，在斷電狀態(tài)下，再重啟時(shí)間不會(huì)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。

RTC 電路簡(jiǎn)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(jiǎn)單講一個(gè) RTC 電路。

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(nèi)部有切換電路，當(dāng) 3.3V 電源斷電后自動(dòng)無(wú)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(guī)格有明確說(shuō)明 32.768KHZ 的晶體需要 6pf 負(fù)載電容，常規(guī)的 32.768KHZ 晶體都是 12.5pF。

知識(shí)點(diǎn) 1：3.3V 如何與電池切換

此顆芯片有個(gè) Vpf 值，也就是電源跌落電壓點(diǎn) 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(tài)下，VCC3.3V 只要不斷電就不會(huì)小于 Vpf，此種情況只有在電源出現(xiàn)故障的情況才會(huì)發(fā)生，通常都會(huì)大于 Vpf。

知識(shí)點(diǎn) 2：電池可以是充電電池

在電池充電上的應(yīng)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(shí)點(diǎn) 3：電池用電時(shí)常計(jì)算

DS1339U-33+在 Vbat 供電時(shí)， 最大的供電電流是1uA，125mA 的電池能 用多久，125x1000/1=125000小時(shí)，按照這樣計(jì)算電池能用 14 年，但是電池的自耗電 3 年內(nèi) 10%，也就是 112.5mA，也能用 12.8 年，那這個(gè)時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng)了，考慮到氣候溫度的影響，再怎么用也有 6 年沒(méi)問(wèn)題。

2、RTC 充電電池的應(yīng)用

前面講到 RTC 電路有帶充電池的，這種電路通常應(yīng)用在 RTC 電路耗電比較大的，例如某錄像設(shè)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(wú)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(jí)電容。

電路如下：

第一節(jié)的知識(shí)點(diǎn) 2，有講述過(guò)充電電路沒(méi)這么簡(jiǎn)單，不簡(jiǎn)單的原因是，標(biāo)稱電壓不在 3.3V，而是 3.6V，充滿電后可能達(dá)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(guī)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(lái)才能充電，不然電池會(huì)充爆。5.2/（240+1000）*1000=4.19V，再減去充電時(shí)產(chǎn)生的二極管壓降就是 3.5V。用 5.2V 的原因是，源電路已經(jīng)將電壓調(diào)高到 5.2V。充電電壓滿足后，就能正常充電。5.2V 同時(shí)給 U12 轉(zhuǎn)換一個(gè) 1.8V 給 RTC 供電，也就是在主電源沒(méi)斷電的狀態(tài)下，LDO_VCCIN 的電壓電壓高于 D8 輸出的電壓，此時(shí) D8 是截止的，放不出電，但是主電源沒(méi)電的狀態(tài)下，充電電池就從 D8 輸出給 U12，達(dá)到送到 RTC 供電的目的，原理已經(jīng)講明白了，下面說(shuō)一下知識(shí)點(diǎn)。

知識(shí)點(diǎn) 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(huì)有斷電的情況。計(jì)算一下，20mA 的充電電池，漏電 1mA,也就是 24 小時(shí)不到，只要你有斷電超過(guò) 24 小時(shí)，電池就沒(méi)電了，時(shí)間又需要重新設(shè)置，有充電電池也無(wú)濟(jì)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(gè)很重要的知識(shí)點(diǎn)，切記！！

知識(shí)點(diǎn) 2：充電電路的電壓需要核算好，否則充不滿。

知識(shí)點(diǎn) 3：后級(jí)的 U12 LDO 需要功耗低的，如果它是個(gè)耗電大戶，也是白搭。

知識(shí)點(diǎn) 4：多次確認(rèn)主控自帶 RTC 電路的供電是否能用低壓供電，因?yàn)榈蛪汗╇姷臅r(shí)候功耗會(huì)更小，電池用得更久。

這一篇知識(shí)點(diǎn)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(jiǎn)單。有人也用超級(jí)電容做RTC 電池，但是超級(jí)電容體積太大，選得不好的超級(jí)電容漏電也大，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)更加謹(jǐn)慎，RTC 電路的講解就結(jié)束了今天就分享到這。