估算涓流充电实时时钟的超级电容备份时间
摘要：maxim实时时钟(rtc)系列产品包含了几款带涓流充电器的器件，涓流充电器可以为第二个备份电池或电容充电。电池或电容用来在vcc掉电时维持时钟工作。储存在电容内的能量需要维持时钟工作一定的时间，具体取决于几个因素。本应用笔记讨论了如何根据电容尺寸计算备份时间。
另请参考应用笔记3816：selecting a backup source for real-time clocks。
充电电路图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(详细情况请参考相关器件的数据资料)。电容连接在vbackup与地之间(图2)。
图1. 典型涓流充电电路
图2. 典型电路
用户根据所需要的最大充电电流选择二极管和电阻，需要时可与电容制造商联系，了解电容器的充电限制。
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(ibackuptyp)替代ibackup最大值(ibackupmax)。
因此，如果vbackuptyp为3.3v (典型值)、ibackuptyp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。maxim rtc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。
按照基础电子学，可由下式确定任意时刻的电容电压(放电电路如图3所示)：
v(t) = e(e-τ/rc)
图3. 放电电路
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(ibackupmax)。为了估算负载电阻，r，我们用数据资料中的vbackupmax除以ibackupmax (因为最大电流发生在最大输入电压情况下)。本例中，vbackupmax为3.7v，ibackupmax为1000na, 结果为3.7/1e-6或3,700,000ω。假设电容值为0.2f，已充电到3.3v, ibackupmax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) × c]=
-ln(1.3/3.3)(3,700,000 × 0.2) =
689,353秒(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。
鸿蒙操作系统能否取代谷歌手机操作系统
段码屏字淡怎么办，其原因是什么
谐振过电压的特点
育碧首款VR游戏《雄鹰飞翔》已正式登陆PSVR
工信部向手机预装软件开刀 要求明年7月起预装APP必须可卸载
估算涓流充电实时时钟的超级电容备份时间
中天科技5G天线产品开始小批量试制
可以检测和连续测量的电容式接近开关优缺点
未来10年 边境与海上安全市场将从192.2亿美元增长到352.2亿美元
“618真香机” realme X系列产品6月1日0点全面开售
联接您的家广和通智能模组SS826
进击中的国产操作系统 鸿蒙系统何时独当一面？
连云港移动灌云分公司助力医院建设和谐、安全的医疗环境
串联电路、并联电路、混联电路分析与计算
Qorvo，Inc.推出高性能X频段前端模块
【CES Asia 2018】电视行业仍受关注，各大厂商同台竞技
芯驰科技助力车企及Tier1智能驾驶相关项目的快速落地量产
首次！中国科学家斩获2020世界航天奖
小米发布无线充电宝，颜值高且支持双向18W快充
苹果发布会:iPhone 13的价格是真的香
另请参考应用笔记3816：selecting a backup source for real-time clocks。
充电电路图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(详细情况请参考相关器件的数据资料)。电容连接在vbackup与地之间(图2)。
图1. 典型涓流充电电路
图2. 典型电路
用户根据所需要的最大充电电流选择二极管和电阻，需要时可与电容制造商联系，了解电容器的充电限制。
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(ibackuptyp)替代ibackup最大值(ibackupmax)。
因此，如果vbackuptyp为3.3v (典型值)、ibackuptyp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。maxim rtc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。
按照基础电子学，可由下式确定任意时刻的电容电压(放电电路如图3所示)：
v(t) = e(e-τ/rc)
图3. 放电电路
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(ibackupmax)。为了估算负载电阻，r，我们用数据资料中的vbackupmax除以ibackupmax (因为最大电流发生在最大输入电压情况下)。本例中，vbackupmax为3.7v，ibackupmax为1000na, 结果为3.7/1e-6或3,700,000ω。假设电容值为0.2f，已充电到3.3v, ibackupmax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) × c]=
-ln(1.3/3.3)(3,700,000 × 0.2) =
689,353秒(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。
鸿蒙操作系统能否取代谷歌手机操作系统
段码屏字淡怎么办，其原因是什么
谐振过电压的特点
育碧首款VR游戏《雄鹰飞翔》已正式登陆PSVR
工信部向手机预装软件开刀 要求明年7月起预装APP必须可卸载
估算涓流充电实时时钟的超级电容备份时间
中天科技5G天线产品开始小批量试制
可以检测和连续测量的电容式接近开关优缺点
未来10年 边境与海上安全市场将从192.2亿美元增长到352.2亿美元
“618真香机” realme X系列产品6月1日0点全面开售
联接您的家广和通智能模组SS826
进击中的国产操作系统 鸿蒙系统何时独当一面？
连云港移动灌云分公司助力医院建设和谐、安全的医疗环境
串联电路、并联电路、混联电路分析与计算
Qorvo，Inc.推出高性能X频段前端模块
【CES Asia 2018】电视行业仍受关注，各大厂商同台竞技
芯驰科技助力车企及Tier1智能驾驶相关项目的快速落地量产
首次！中国科学家斩获2020世界航天奖
小米发布无线充电宝，颜值高且支持双向18W快充
苹果发布会:iPhone 13的价格是真的香