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**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。

　　用户根据所需要的*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

　　*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*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*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*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*终电压，单位为伏特(振荡器的*低工作电压)。

　　IBACKUPMAX是数据资料中给出的*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*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)

　　其中，τ为时间，单位为秒

　　E为初始电压，单位为伏特

　　V为*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*小工作电压以及*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*大电流发生在*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*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。