RTC纽扣电池方案

时间:2024-07-16 07:08:52

目录

一、能量消耗因素分析

1.1 单片机的RTC

1.2 二极管漏电流

1.3 锂纽扣电池自放电

1.4 STM32-ADC监测纽扣电池电压

二、不可充电纽扣电池

三、可充电纽扣电池


一、能量消耗因素分析

1.1 单片机的RTC

如上图是STM32H743IIT6的数据手册截取的VBAT消耗的电流说明,我们使用3V纽扣电池供电的消耗电流在2.57uAH,我们就拿3uAh 消耗进行计算

1.2 二极管漏电流

  1. 如上RTC供电电路,由纽扣电池供电时还需考虑二极管的反向静态电流

  2. 如此我们采用此1对共阴极二极管:https://item.szlcsc.com/3018341.html

  3. 参数如下图:

  1. 在25V反向电压条件下测试,纽扣电池一般3V电压,假设3V反向电压漏电流未超过100nA(具体需要台式数字万用表进行测试),这反向电流几乎能量消耗没有什么影响

1.3 锂纽扣电池自放电

  1. 锂纽扣电池自放电是按照每年1~2%计算

  2. 假设条件:220mAH的纽扣电池、%2自放电,计算可以存储多久, 220 * 0.02 = 4.4,220 / 4.4 = 50年

  3. 4.4mA放一年,计算每小时电流为:4.4 / 365 / 24 = 0.000502mA = 502nA

1.4 STM32-ADC监测纽扣电池电压

  1. 纽扣电池电压最大不超过3V,可直接接单片机ADC

  2. 待机消耗考虑因素:GPIO漏电流,从数据手册找到如下图

  1. 一颗220mA的纽扣电池,就算250nA静态电流消耗,可以运行100年

二、不可充电纽扣电池

  1. 链接:https://item.szlcsc.com/63425.html?mro=1

  2. 电压:3V

  3. 正常持续输出电流:200uA

  4. 容量:220mAH

  5. 温度范围:-20~85℃

  6. 计算工作时长:220 * 1000 / (3 + 0.1 + 0.502 + 0.25) = 57113小时,57113 / 24 / 365 = 6.5年

三、可充电纽扣电池

  1. 电压:3V

  2. 正常持续输出电流:25uA

  3. 容量:6.5mAH

  4. 温度范围:-40~85℃

  5. 理想计算工作时长:6.5 * 1000 / (3 + 0.1 + 0.502 + 0.25) = 1687小时,1687 / 24 = 70 天

  6. 需要额外考虑设计硬件:充电电路

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