RTC電路學習筆記

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(xù)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(tài)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。

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。

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(guī)格有明確說明 32.768KHZ 的晶體需要 6pf 負載電容，常規(guī)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(tài)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(xiàn)故障的情況才會發(fā)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(jīng)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(jié)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(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(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(tài)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(tài)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(jīng)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，RTC 電路的講解就結束了今天就分享到這。