RTC纽扣电池供电模块电路分析

本文详细分析了RTC电池供电模块,使用CR2032电池为3.3V RTC供电,并讨论了断电后二极管的选择与电池损耗问题。选择肖特基二极管B0540W,以实现低漏电流和低导通压降,确保RTC在电源断电后仍能正常工作。

1.电池供电模块

用于为3.3V的RTC或SRAM供电,电池采用CR2032,3V,220mAH,要求RTC芯片的电源电压可工作在Vmin<2.5V。

2.电池供电模块原理图

在这里插入图片描述
如上图所示,+3V3_BAT为给RTC供电的电源VRTC。

3.优选器件

在这里插入图片描述

4.二极管计算

在这里插入图片描述
如上图所示,当断电后,即+3V3断电后,电池BT2有两路耗电路径,一路是If路劲,给RTC供电;一路由于二级管漏电流Ir的存在,通过Ir路劲,回流到大地上,因此为了减少电池损耗,Ir应该越小越好。另外VRTC在断电时VRTC=VBT2-VD132=3V-VF在通电时,VRTC=3.3V- VD133=3.3V-VF,因此在选择两二极管是要求如下:
1:漏电流Ir尽量小;
2:正向导通压降VF尽量低;

按二极管分类,可分为:
1:硅管,比如1N4148,导通压降在0.7V左右,漏电流25nA
2:锗管,导通压降在0.3V左右,漏电流大些,比如1N60PW,其漏电流在50uA
3:肖特基二极管,比如B0540W,导通压降在0.5V左右,漏电流10uA
结合上述条件,折中选择肖特基二极管B0540W,

内容概要:本文深入探讨了RTC时钟电池供电电路的设计要点,涵盖从电池选型、电路拓扑到低功耗设计等多个方面。首先介绍了RTC芯片的核心功能及其工作原理,强调了主电源与电池供电的切换机制。接着详细对比了纽扣电池、锂聚合物电池和超级电容三种电池类型的优缺点,并提供了电池容量计算方法。对于电路设计,分别讲解了简单二极管切换电路、基于MOS管的高效切换电路以及带充电管理的电池供电电路,每种方案都有其特点和适用场景。最后,强调了低功耗设计的重要性,包括降低静态电流、优化电源管理和软件配合等措施,并提供了电路测试方法和常见问题解决方案。 适合人群:从事嵌入式系统、智能家居、工业控制等领域开发的技术人员,特别是那些需要设计或优化RTC时钟电池供电电路的工程师。 使用场景及目标:①帮助开发者选择合适的电池类型并计算所需容量;②指导设计高效的电源切换电路,确保主电源掉电时RTC时钟的不间断工作;③提供低功耗设计方案,延长电池寿命;④掌握测试方法,确保电路性能稳定可靠。 阅读建议:本文内容详实,涵盖了从理论到实践的各个方面,建议读者在理解RTC基本原理的基础上,结合具体应用场景,仔细研读各部分设计要点,尤其是电源切换和低功耗设计部分,同时参考提供的测试方法进行实际操作验证。
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