誰能分析下這個RTC電路？

ID:997026 · 發表于 2022-9-21 10:29

大家好，

最近要做一個RTC電路，需要用到一顆RTC芯片，和單片機通信，可能會有人說為什么不直接用單片機自帶的RTC，我的單片機確實有RTC功能，但是他沒有Vbat引腳，因為我的板子是要安裝紐扣電池的，確保斷電情況下還要能給RTC芯片持續供電。

網上有很多RTC電路，包括參考了STM官方的RTC電路接法，大致如下圖

STM32官方推薦的RTC電路接法

以上這種接法都是基于系統單片機是3.3V供電的，而我的系統是5V供電，接法如下

我自己的5V接法

當系統供電時，RTC芯片采用系統5V供電（RTC是寬范圍供電，支持3V~5V工作電壓），當系統斷電時，紐扣電池為RTC提供3.3V電壓。

我的疑問：
1，針對圖1，如果系統供電時，紐扣電池和系統VDD3.3V都通過二極管連接到了RTC芯片，為什么STM官方說，此時會切換到系統VDD3.3V給RTC供電？
紐扣電池不也連著嗎，電路小白，這點沒明白，望指點。

2，由于我自己的單片機是5V供電，所以系統VDD變為5V了，當系統供電時，為RTC芯片提供5V工作電壓，當系統斷電時，紐扣電池為RTC芯片提供3.3V工作電壓，我這個接法會使RTC芯片的工作電壓在5V和3.3V之間切換，這個應該沒問題吧？RTC手冊說是支持3.3V和5V的。

謝謝

ID:584814 · 發表于 2022-9-21 11:03

樓主多濾了。大多的RTC器件都有專門的、與電源隔離的接電池引腳，有的甚至內置了電池。

ID:1034262 · 發表于 2022-9-21 11:04

1、紐扣電池應該是3V的，或者比3.3V略小。二極管建議用肖特基二極管，壓降小。
2、VDD=5V更好。

ID:997026 · 發表于 2022-9-21 11:19

man1234567 發表于 2022-9-21 11:03
樓主多濾了。大多的RTC器件都有專門的、與電源隔離的接電池引腳，有的甚至內置了電池。

我這顆RTC芯片就一個VDD引腳，而且手冊根本也沒提到這個VDD是接什么，只是說接電源。

ID:474386 · 發表于 2022-9-21 11:38

如果芯片支持，那就沒問題的。很多消費類電子產品都這樣處理。

ID:51443 · 發表于 2022-9-21 11:56

紐扣電池電壓實際比系統電壓低，所以，系統供電時紐扣電池不供電。

ID:624769 · 發表于 2022-9-21 12:03

1，可以 RTC 電源 VDD 只接電池，和單片機單獨共地即可，不影響I2C傳輸，當然，該上拉還是要上拉的。
2，4148 壓降太大，最好改用 5819。
3，可以不用外接 RTC, 繼續用你單片機內部的 RTC, 然后參照你自己設計的電池供電電路給單片機加上電池供電。單片機檢測到 5V 斷電后，關閉輸出，進入休眠模式，電池的供電可以繼續維持單片機內部的 RTC走時。

ID:997026 · 發表于 2022-9-21 12:46

188610329 發表于 2022-9-21 12:03
1，可以 RTC 電源 VDD 只接電池，和單片機單獨共地即可，不影響I2C傳輸，當然，該上拉還是要上拉的。
...

感謝回復，
1，如果RTC芯片的VDD只接電池的話，那紐扣電池會不會用不了多長時間？我的想法是系統供電的時候就用系統電源給RTC芯片供電，系統斷電了，再切換到紐扣電池給RTC供電。單片機不需要時刻有電，RTC芯片需要一直有電。
2，現在的設計思路還是必須要用外部RTC，而且單片機沒有專用的Vbat接口，都是VDD接口，如果電池連接到單片機VDD，是給整個單片機供電，不是給RTC模塊供電，紐扣電池的電量將很快耗盡，現在的想法是紐扣電池必須要用到3~5年的

ID:51443 · 發表于 2022-9-21 13:18

紐扣電池可以用3.6V的鋰電，再給它加一個懸浮充電。就用你自己的電路應該沒有任何問題。

ID:997026 · 發表于 2022-9-21 14:04

發表于 2022-9-21 13:18
紐扣電池可以用3.6V的鋰電，再給它加一個懸浮充電。就用你自己的電路應該沒有任何問題。

其實我不理解的是，為什么3.3V和紐扣電池同時接在RTC的VDD上的時候，RTC芯片用的是3.3V電源？此時紐扣電池不也接在RTC電源上嗎？為什么用的不是紐扣電池的供電？我看都是這么接的，但是不理解原因

ID:647261 · 發表于 2022-9-21 14:33

二極管是防倒灌，要用壓降小的肖特基二極管
電流是從電壓高的往低處流，電池電壓低于系統電壓時，就會由高電壓的系統電壓供電。此時，由于有防倒灌的二極管在，不會有電流進入到電池中。
同樣，當斷電是，沒有系統電壓，電池電壓高于系統電壓，就切換成電池供電了。
一般RTC芯片功耗都是微安級別的，紐扣電池大概幾十毫安時，正常來說，放個一年半載是不會消耗完電池電量的，具體可以查一下芯片手冊上的功耗。

ID:883242 · 發表于 2022-9-21 16:00

果然不少%推薦肖特基，殊不知這種二極管反向漏電流很大，會把電池的電量給放掉，禁止使用肖特基！

ID:123289 · 發表于 2022-9-21 16:03

給你個建議：
去掉RTC芯片，用CPU上的
CPU采用雙路供電，VDD+Vbat，同你的電路，平時VDD電壓大，由VDD供電。
掉電時，CPU進入休眠模式，設置RTC保持工作即可。
我以前用的是MSP430的芯片，一節鈕扣電池，工作兩年，且每小時用433無線與主機通訊3次以上。

ID:1034948 · 發表于 2022-9-21 17:27

你的意思，有5V的時候，電池不能供電。當5V斷開時，電池供電。后面加一些電路處理才行。

ID:51443 · 發表于 2022-9-21 19:44

hxdby 發表于 2022-9-21 14:04
其實我不理解的是，為什么3.3V和紐扣電池同時接在RTC的VDD上的時候，RTC芯片用的是3.3V電源？此時紐扣電 ...

問題的關鍵是VDD與紐扣電池它們兩個的電壓大小，誰高誰供電，誰低誰就被自己所串的二極管隔斷（二極管加反向電壓截止）。如果它們兩個絕對相等，還真是同時供電。

ID:624769 · 發表于 2022-9-23 16:33

hxdby 發表于 2022-9-21 12:46
感謝回復，
1，如果RTC芯片的VDD只接電池的話，那紐扣電池會不會用不了多長時間？我的想法是系統供電的 ...

1，RTC 的 VDD只接電池，用的時間并不會比你通過4148 后的混合連接用的時間短。當然，你不能太過頻繁的去讀RTC, 讀寫過程比較耗電。
2，單片機有沒有Vbat接口其實差別不大，只要確保電池供電的時候，單片機關閉所有輸出，僅RTC工作，耗電不會比外接 RTC更多，等恢復供電后，再重新開啟其他輸出即可。
3，CR2032 滿電時，約3.2V, 4148 壓降約0.65V 低電流狀態下，壓降更可能達到0.8V以上，你如果電池接4148給 RTC 供電，極有可能明明電池電量充足，但不夠驅動RTC的情況發生。
不要聽信某些%說的什么絕對不能用肖特基之類的，某%從來沒有實踐，只看那么點資料就大放厥詞的，小學生都懂 100塊錢先扣一半，然后原價買東西，和 100塊錢，要加15%手續費，但是可以全部用的話，哪個核算了。

ID:883242 · 發表于 2022-9-23 21:23

二極管V-I曲線就擺在那里，電流越小壓降越低，居然有人能說出低電流狀態下壓降有可能達到0.8V這種話，現在什么%%

ID:236035 · 發表于 2022-9-24 08:54

4148雖然壓降大，但是能確保所有輸出都給主系統，而沒有其它損耗，也就是輸出功率不變。但肖特基由于漏電流大，會增加額外損耗，降低總的使用時間。

ID:997026 · 發表于 2022-9-24 13:24

感謝朋友們以上的熱心回復，我已經明白了，感謝！

ID:388794 · 發表于 2022-9-27 15:46

其實看一下小時候的有存檔功能的卡帶上面的電路就是這樣的，
紐扣電池-二極管-存檔ram芯片
卡帶的5v-二極管-ram芯片
其實就是誰電壓大誰供電，二極管防止5v接到電池上
總結就是讓芯片一直有供電，維持存儲內容不丟失

ID:997026 · 發表于 2022-10-3 10:04

happysoul 發表于 2022-9-27 15:46
其實看一下小時候的有存檔功能的卡帶上面的電路就是這樣的，
紐扣電池-二極管-存檔ram芯片
卡帶的5v-二極 ...

這個解釋很通俗，理解了，感謝！

ID:491875 · 發表于 2022-10-3 12:48

Hephaestus 發表于 2022-9-21 16:00
果然不少%推薦肖特基，殊不知這種二極管反向漏電流很大，會把電池的電量給放掉，禁止使用肖特基！

通常系統供電電壓大于電池電壓，肖特基的反向漏電流正好可以給電池補充充電。只有系統供電端可以考慮使用開關二極管以防止系統斷電時電池通過系統端隔離二極管反向放電。這樣，肖特基不一定要禁止。

ID:362692 · 發表于 2022-11-2 16:42

Hephaestus 發表于 2022-9-21 16:00
果然不少%推薦肖特基，殊不知這種二極管反向漏電流很大，會把電池的電量給放掉，禁止使用肖特基！

用LBAT54CWT1G

ID:77589 · 發表于 2022-11-4 16:35

我只想說：如果存在單片機內部有RTC，但沒Vbat引腳的情況，要不是MCU設計者瘋了，就是你瘋了！

ID:401564 · 發表于 2022-11-4 19:31

Longan.Wang 發表于 2022-11-4 16:35
我只想說：如果存在單片機內部有RTC，但沒Vbat引腳的情況，要不是MCU設計者瘋了，就是你瘋了！

PIC18F46J11這就有RTC
但并沒有VBAT引腳,沒什么好奇怪的
單片機待機電流做得足夠小了,那VBAT也就沒有多大意義了
像這個單片機,休眠電流15nA,RTC電流850nA,加起來還沒有DS1302的1uA大呢

ID:401564 · 發表于 2022-11-4 19:40

這就一個簡單的防倒灌而已,沒有什么好分析的電池出來那個可以換成肖特基,5V的哪個可以用4148,這就得了
想要電池待機更久,可以參考一下這個電路,能搞得定的就用,搞不定就當個參考
因為你連VDD都不太清楚,這個電路就有點難度了
51hei截圖20221104191826.png

ID:16255 · 發表于 2022-11-5 18:56

曾經使用DS3231，官方手冊說的支持3V到5V，我就把他用到我的5V系統上去了，能工作，時間能走，但是發現時間走得變快了。
后來換成3.3V的系統上，工作正常，走時精準。在此之后，我做的電路都會優先使用3.3V。
PS：我的芯片是正版的，不是山寨貨。

ID:77589 · 發表于 2022-11-8 10:16

Y_G_G 發表于 2022-11-4 19:31
PIC18F46J11這就有RTC
但并沒有VBAT引腳,沒什么好奇怪的
單片機待機電流做得足夠小了,那VBAT也就沒有多 ...

這就是你的錯了哈！
別人那么小的待機功耗，就是把Vbat和VCC合二為一了哈！你把VCC當成Vbat用(電池與VCC引腳要隔離一下，供電電路也要與VCC引腳隔離一下)，還要給供電電路加一個掉電檢測，供電電路正常供電時，MCU正常工作，當檢測到供電電路掉電了，這時就是電池供電，你把MCU待機就好了！這時RTC還不一樣工作！！！！！
看來不是這款MCU設計者瘋了，確實是你瘋了！

ID:965189 · 發表于 2022-11-8 11:02

系統供電電壓高過鈕扣電池電壓，接鈕扣電池的二極管截止。

ID:401564 · 發表于 2022-11-9 00:13

Longan.Wang 發表于 2022-11-8 10:16
這就是你的錯了哈！
別人那么小的待機功耗，就是把Vbat和VCC合二為一了哈！你把VCC當成Vbat用(電池與VCC ...

看半天不明白你在說什么
反正人家沒有VBAT就是了,只有一個VDD
不過,你說的都是對,我不需要你認同的我的觀點,你說的都對,我說的都是錯的

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誰能分析下這個RTC電路？

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