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250欧姆、2k欧姆或4k欧姆。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V(BACKUP)与地之间(图2)。

用户根据所需要的最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

最大充电电流可按以下方法计算：假设3.3V的系统电源加在V(CC)上，涓流充电器已经使能，没有使用二极管、选择了2k欧姆电阻。当电容电压为零时可以计算出最大充电电流：

I(MAX) = (V(CC) - 二极管压差)/R2
= (3.3V-0V)/R2
≈ (3.3V-0V)/2k欧姆
≈ 1.65mA

随着V(BACKUP)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：电容的起始电压和最终电压、从电容吸取的电流以及电容值。

假设工作在V(BACKUP)时，RTC消耗固定的电流，可利用下式计算出最差工作条件下的备份时间，用小时表示：

[C(V(BACKUPSTART) - V(BACKUPMIN))/I(BACKUPMAX)]/3600

式中，C是电容值，单位为法拉。
V(BACKUPSTART)是初始电压，单位为伏特。作用在V(CC)上的电压, 去掉二极管的压降，用于充电电路。
V(BACKUPMIN)是最终电压，单位为伏特(振荡器的最低工作电压)。
I(BACKUPMAX)是数据资料中给出的最大V(BACKUP)电流，单位为安培。

如果：C = 0.2F、V(BACKUPSTART) = 3.3V、V(BACKUPMIN) = 1.3V、I(BACKUPMAX) = 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I(BACKUP)典型值(I(BACKUPTYP))替代I(BACKUP)最大值(I(BACKUPMAX))。

因此，如果V(BACKUPTYP)为3.3V (典型值)、I(BACKUPTYP)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I(BACKUP)是固定的，不考虑V(BACKUP)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为最终电压，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最小工作电压以及最大V(BACKUP)电流(I(BACKUPMAX))。为了估算负载电阻，R，我们用数据资料中的V(BACKUPMAX)除以I(BACKUPMAX) (因为最大电流发生在最大输入电压情况下)。本例中，V(BACKUPMAX)为3.7V，I(BACKUPMAX)为1000nA, 结果为3.7/1e-6或3,700,000欧姆。假设电容值为0.2F，已充电到3.3V, I(BACKUPMAX)为1000nA, 振荡器最低工作电压为1.3V, 备份时间计算如下：

-ln(V(BACKUP)MIN/V(BACKUP)MAX)[(V(BACKUP)MAX/I(BACKUPMAX)) × 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。

这些计算可利用  网站上的计算器  完成。超级电容计算器可以实现上述三个公式的计算。