RTC电池寿命磋商_电流_电阻

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现在险些所有的电子产品都带RTC功能，因此RTC电池的寿命肯定是越长越好。

二、问题描述

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本案例是一个带RTC功能的工业产品，RTC部分的供电电路如下下图，产品发往市场半年往后，就提示改换RTC电池，远远低于设计寿命5年。

（图片来自网络侵删）

图1-有问题的RTC电池供电电路

三、缘故原由剖析

产品返回公司往后，我们改换上新的RTC电池，串联高精度万用表进去丈量电流，创造RTC的事情电流高达100uA, 和我们设计的5uA有很大的差距。
我们疑惑地点有：

1、二极管D3泄电流太大，设备断电时，通过D3倒流到系统的电源上。

2、RTC芯片影响，原来的RTC芯片为NXP-PCF8563P，手册描述备用电源时功耗为0.25uA；中途有改换国产RTC；

3、RTC电源线路上有泄电路，例如电容的泄电流

4、电阻R71影响。

我们通过打消法，先打消D3，由于去除D3，电流只减小1uA旁边；接着打消RTC电源上电容等泄电流，由于去除电容电流依然有100uA旁边。

将RTC芯片改换为NXP-PCF8563P。
电流正常，大约只有4uA。
接着我们换返国产RTC，同时将电阻改换为100R，则电流也正常，只有4uA旁边。

于是我们引出两个疑问:

（1）RTC电源上的串联电阻多少得当？

（2）为何串联10K的限流电阻会导致RTC芯片不仅没有变小，反而电流增大；

1. RTC电源串联电阻阻值多少得当？

RTC电源上串联的电阻阻值在网络上的辩论一贯在，有人说0R，有人说1K、10K等各种阻值，但是能够理论讲清楚的基本没有。

首先我们要明白这个电阻的目的：限流。
参考各个厂商的一次性纽扣电池，以阳光动力的CR2025为例，其他品牌类似，厂家哀求电池在任何情形下都不许可短路，否则有可能炸裂或者爆炸。
因此，一旦发生后级短路时，限流电阻必须将电流限定在最大持续放电电流以内，运行产品事情不正常，但是不许可产品动怒乃至爆炸。

因此该型号的限流电阻最小值为 R=V/I=3V/3mA=1KΩ；对付电池来说，电阻可以比该阻值大，但是不能比该阻值小。

图2-电池厂家的电池规格哀求

2. 串联10K电阻为何电流变大？

回答问题前，我们先理解一下RTC芯片的特性：

（1）、RTC芯片有两种事情模式，一种是正常事情模式，一种是备用电源事情模式，如下图，两者的供电电流可以相差200倍；

（2）、每一种模式下，RTC芯片都可以理解为一个恒流源，比如电池模式须要1uA旁边，正常模式须要200uA旁边；

（3）、RTC的芯片的电压范围非常广，可以在1.5V~5.5V之间都可以正常事情。

RTC芯片可以理解为一个电流源，串联一个10K的电阻，当流过电流为100uA时，在电阻上的压降将会达到1V，如果此时电池电压只有2.6V，则RTC芯片的事情电压只有1.6V，如果电池电压更小，RTC芯片得到的电压更低，由于RTC芯片事情电压范围很广，但是须要的电流是基本不变的，为了得到足够的电流，RTC芯片可以理解为进一步降落阻抗，导致电流进一步加大。
国产芯片可能在正常事情模式和备用电源模式之间的切换的逻辑不足清晰，导致利用电池的时候也进入正常事情模式。
（此为预测，没有从厂商的资料中找到根据）。

图3-RTC芯片的直流事情参数

四、办理方案

经由上述剖析可知，为了延长电池的寿命，紧张降落RTC回路上的电流。
回路上的损耗紧张由：电阻、二极管、RTC芯片、电容。

1、RTC电池模式电流

目前大部分的厂家的RTC芯片在电池模式下可以做到几百nA到1uA旁边，因此RTC电流可以按照1uA进行估算。

2、二极管的泄电流

二极管的紧张损耗在于泄电流，因此须要选择泄电流尽可能小的二极管，下图是BAS70系列二极管的泄电流的曲线图，为例守旧起见，也可以按照1uA进行估算。

图4-BAS70系列二极管泄电流 /温度/电压曲线

3、电容损耗

电容的损耗紧张也是表示在泄电流，RTC电池对电源哀求不高，因此利用100nF的电容滤波即可，泄电流可以评估约0.5uA。

图5- 常见陶瓷电容泄电流

4、电阻损耗