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DS1302充电
选择一个二极管和一个电阻(2K)充电电流约2.2mA选择一个二极管和一个电阻(4K)充电电流约1.1mA选择一个二极管和一个电阻(8K)充电电流约0.5mA
DS1302属于涓流充电,所以充电电流小,一个3.6V/80mA的充电电池使用2.2mA充满约36个小时
涓流充电控制器
2-3位:DS=01为一个二极管DS=10为二个二极管DS=00无二极管,不能充电DS=11无二极管,不能充电
0-1位:RS=00无电阻,不能充电RS=012KRS=104KRS=118K4-7位:TCS=1010能充电其它组合都不能充电
10100101一个二极管电阻2K10100110一个二极管电阻4K10100111一个二极管电阻8K10101001两个二极管电阻2K10101010两个二极管电阻4K10101011两个二极管电阻8K01011100初始化电源
图1给出了典型的涓流充电器电路,规定涓流充电器寄存器的高四位用于使能涓流充电器,低四位用于选择二极管压差和限流电阻。下图中,可以在充电通路插入二极管,也可以不使用二极管,可选择的电阻值为250Ω、2kΩ或4kΩ。有些器件提供了不同的二极管和电阻配置。
电容连接在VBACKUP与地之间(图2)。用户根据所需要的最大充电电流选择二极管和电阻。
计算充电电流
最大充电电流可按以下方法计算:假设3.3V的系统电源加在VCC上,涓流充电器已经使能,没有使用二极管、选择了2kΩ电阻。当电容电压为零时可以计算出最大充电电流:
IMAX=(VCC-二极管压差)/R2
=(3.3V-0V)/R2
≈(3.3V-0V)/2kΩ
≈1.65mA
随着VBACKUP电压的升高,充电电流逐渐减小。
计算备份时间
下面,我们需要计算所需要的电容值。给定所要求的备份时间,我们还需要了解其他几个参数:电容的起始电压和最终电压、从电容吸取的电流以及电容值。
假设工作在VBACKUP时,RTC消耗固定的电流,可利用下式计算出最差工作条件下的备份时间,用小时表示:
C(VBACKUPSTART-VBACKUPMIN)/IBACKUPMAX/3600
式中,C是电容值,单位为法拉。
VBACKUPSTART是初始电压,单位为伏特。作用在VCC上的电压,去掉二极管的压降,用于充电电路。
VBACKUPMIN是最终电压,单位为伏特(振荡器的最低工作电压)。
IBACKUPMAX是数据资料中给出的最大VBACKUP电流,单位为安培。
如果:C=0.2F、VBACKUPSTART=3.3V、VBACKUPMIN=1.3V、IBACKUPMAX=1000nA,则:
小时=0.2(3.3-1.3)/(1e-6)/3600=0.2(2.0)(1e-6)/3600=111.1
如果我们需要了解典型的备份时间,应该用IBACKUP典型值替代IBACKUP最大值。
因此,如果VBACKUP为3.3V(典型值)、IBACKUP为600nA(典型值),则:
小时=0.2(3.3-1.3)/(600e-9)/3600=0.2(2.0)(600e-9)/3600=185.2
上述计算假设IBACKUP是固定的,不考虑VBACKUP电压。Dallas/MaximRTC的振荡器很像一个电阻,所以,备份电流随着备份电压的降低而减小。可以计算出更接近实际情况的备份时间。
图3.放电电路
按照基础电子学,可由下式确定任意时刻的电容电压(放电电路如上图所示):V(t)=E(e-τ/RC)
其中,τ为时间,单位为秒
E为初始电压,单位为伏特
V为最终电压,单位为伏特
R为负载电阻,单位为欧姆
C为电容值,单位为法拉
整理上式,可以解得t:
-ln(V/E)(RC)=t
从RTC数据资料,我们可以查到振荡器的最小工作电压以及最大VBACKUP电流(IBACKUP)。为了估算负载电阻,R,我们用数据资料中的最大VBACKUP除以最大IBACKUP(因为最大电流发生在最大输入电压情况下)。本例中,VBACKUP最大值为3.7V,IBACKUP最大值为1000nA,结果为3.7/1e-6或3,700,000欧姆。假设电容值为0.2F,已充电到3.3V,IBACKUP最大电流为1000nA,振荡器最低工作电压为1.3V,备份时间计算如下:
-ln(VBACKUPMIN/VBACKUPMAX)(VBACKUPMAX/IBACKUPMAX)=
-ln(1.3/3.3)(3,700,000*0.2)=
689,353秒或191.5小时
改变电容值C,可以确定备份电容供电时的运行时间。
这些计算可利用网站上的计算器完成。
超级电容计算器可以实现上述三个公式的计算。
其它寄存器:
CH:时钟停止位寄存器2的第7位12/24小时标志
CH=0振荡器工作允