【经验】实例告诉你如何选择智能四表设计中的RTC及其备用电池

2018-04-16 世强
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在智能四表产品中,实时时钟芯片(RTC)为人们提供精确的实时时间,为电子系统提供精确的时间基准。RTC主电源掉电后,须由后备电池供电保持其继续运行,一般保持5年左右的运行时间。下面笔者结合自己的智能电表浅谈一下RTC备用电池的选择。


RTC选用的是EPSON公司的RX-8025T。RX-8025T具有极低的功耗;内置高稳定度32.768KHz的晶振,从而省去外部晶振;自带温度补偿功能,通过设置相应补偿的控制位,可以实现不同间隔的温度补偿功能,从而大大提高了时钟的精度。其强大的功能以及极简化的外围电路,得到各大电子厂商的青睐,特别是在智能四表领域中应用非常广泛。


RX-8025T具体可以通过寄存器CSEL1/CSEL0设置为0.5s,2s,10s和30s四种不同的时段进行温度补偿,默认设置是2S补偿。补偿间隔2秒钟的补偿电流值如表1所示。


表1 补偿间隔2秒钟的补偿电流值

RX-8025T每隔2秒进行一次温度补偿,如果只有3V后备电池供电情况下,I²C接口不工作,FOUT不输出,那么其最大电流损耗为2.1uA。且补偿间隔时间越长,电流损耗越小,补偿间隔内的电流平均值可以通过以下公式计算得到:

其中Ia表示补偿时间间隔的平均电流,如表1中IDD2,T表示补偿时间间隔,t表示补偿时间内的尖峰(peak)电流的时间,I1表示无补偿时的电流,如表1中IDD8,I2表示补偿时间内的尖峰(peak)电流,如表1中IDD10,可以由示意图1表示。


图1 补偿电流示意图

在温度变化较快的环境下,延长温度补偿间隔会降低时钟精度,但对温度保持稳定或温度变换缓慢的工作环境,对时钟精度的影响又很小。基于成本和使用年限考虑,不同的环境选择一款合适的后备电池是非常有必要的。


常用的RTC后备电池方案有锂电池、超级电容、镍铬或镍氢电池三种,它们的优缺点如表2所示,锂电池相对于超级电容、镍铬或镍氢电池而言,自放率更低,放电时间更长,是作为RTC后备电池最常用的方案。纽扣型锂二氧化锰(CR)电池作为锂电池家族的一种,体积小,重量轻,非常适合空间受限的设计,另外其价格便宜,工作温度范围广,具备高能量密度,在智能四表行业中应用非常广泛。

表2 RTC后备电池方案

MAXELL公司根据用户的不同需求推出了CR系列性能优异的纽扣型锂二氧化锰电池,其特性包括:

显示在长期低负荷放电时的稳定工作电压;

具有高能量密度,两倍电压于碱性扣式电池和氧化银电池的;

采用高导电电解质,降低内部电阻并提供稳定的工作电压,因此在常温、低温或高温时工作电压变化极小;

优良的耐漏液性和优异的保存特性,采用了防渗漏有机电解液,使它拥有比电池类型更好的漏电阻,高度密封结构的应用使其保持每年自放电约1%,自放电基本上可以忽略;

超强的高倍率放电特性。


这一系列优良特性使其广泛应用于各类电子产品中,除智能四表外,还包括医疗器械,手机,计算机,手表等。Maxell CR系列纽扣电池规格及型号如表3所示。


表3 Maxell CR电池规格及型号

通过以上分析可知,在特高温环境中,选用Maxell CR系列耐热扣式锂锰电池比较合适;在温度变化较快的环境中,缩短RTC温补间隔时间,提高精度,需选择容量偏大的CR电池;而在温度保持稳定或温度变换缓慢的工作环境,可延长RTC温补间隔时间,可以选用容量偏小的CR电池以降低成本。

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型号- RA8900SA,X1B000282A00500,X1B000271A00600,X1B000271A00500,X1B000271A00511,RA8900,X1B000271A00400,X1B000271A00411,RA8900CE,X1B000282AXXX00,RA8900CE UC,RA8900CE UA,RA8900CE UB

2017年02月15日  - EPSON  - 数据手册 代理服务 技术支持 批量订货
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