求DS1302和超级电容构成的电源备份电路？

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将介绍实时时钟DS1302与超级电容的应用实例，有助于设计人员使用超级电容完成时钟保持、数据保持等电路的设计。---Dallas半导体公司的DS1302涓流充电时钟芯片是一个可编程3线串行接口时钟芯片，可用超级电容或可充电电池备份系统的时间和日期，还提供31字节的非易失SRAM用于数据存储。由DS1302和超级电容构成的电源备份电路如图1所示:

DS1302的VCC2接主电源，VCC1接超级电容正极。针对不同的电源备份系统，如可充电的镍氢电池、镍镉电池，还有容量不同的超级电容，DS1302专门提供了可编程涓流充电电路，以适应不同的充电电流要求，充电电路如图2所示:

通过设置电路内的DS和RS控制位，可设置不同的最大充电电流IMAX。例如控制字是10100101，则表示选通了一只二极管，同时选通阻值为2kΩ的R1，IMAX计算公式如式1，式中的VDrop是二极管的电压降。IMAX=(VCC2-n·VDrop)/R

n=1,2

(1)

表1列出了IMAX计算值，对应VCC2的值是4.5V、5.0V、5.5V，有1只二极管和2只二极管两种情况，电阻值为2kΩ、42kΩ和82kΩ。充电过程

作为电源备份的元件，超级电容的充、放电特性是关注的重点，结合DS1302的可编程充电电路，在下面给出充电时电压V(t)及电流I(t)与时间的函数及放电时电压V(t)与时间的函数。

超级电容端电压与时间的函数可表示为式2。

V(t)=VMAX

[1-e(-t/RC)]

(2)

V(t)为超级电容端电压，VMAX等于VCC2减去n·VDrop，R为内部涓流充电电阻，C是超级电容的容量。超级电容两端电压充电到VMAX的95%所需时间见表2。

充电电流与时间的函数可表示为式3。

I(t)=VMAX/R·e(-t/RC)

(3)

I(t)为充电电流。

超级电容充电特性曲线如图3所示:

放电过程

要知道DS1302使用超级电容放电的时间，则需要了解DS1302的特性参数ICC1T(时间保持电流)，ICC1T呈线性变化，这意味着DS1302可以表示为阻性负载RL，超级电容通过此负载来放电。根据DS1302数据手册，在VCC1为2.5V时，ICC1T为0.3μA，这样RL约为8.3MΩ。在不考虑超级电容自放电影响的情况下，超级电容放电特性可表示为式4。

V(t)=VMAX·e(-t/RLC)

(4)

RL为DS1302负载阻抗。电容放电至2V，根据上面公式计算的放电时间值见表3。

超级电容放电电压特性曲线见图4:

CAT业界首款4A超级电容LED闪光驱动器

安森美半导体(ON Semiconductor)推出业界首款4安培(A)超级电容发光二极管(LED)闪光驱动器——CAT。这新的器件符合新兴的真正高强度 LED闪光要求，应用于高百万像素的照相手机和独立相机。这高集成度器件具有精确控制LED闪光充电/放电所需的全部功能，包括能够接受达4 A电流的电源开关，以及为双单元(dual-cell)超级电容提供充电功能。 CAT解决方案易于使用，具有以简单并行逻辑接口激活的三种完全独立工作模式(充电、闪光和手电筒)，每种模式的工作电流能以3颗外部电阻作简易编程。安森美半导体在本季梢将推出更多更高功率的超级电容LED闪光驱动器。

高百万像素照相手机和独立相机需要极高强度的闪光来拍摄高质量的照片，特别是在低或中等光照环境下。市场上新的LED设计可符合这个需求，但独靠相机电池，并不能提供足够高的峰值电流脉冲来驱动LED闪光，使其达到高分辨率相片所需的亮度。其它需要高峰值电流的功能，如变焦、自动对焦、图像捕获、D类音频和射频(RF)放大，使电源问题进一步恶化。

安森美半导体新的LED驱动器与最新一代的超级电容协同工作，帮助设计人员有效消除这些电源管理问题。超级电容在其峰值负载时释放电能，并持续重新充电，即便是在闪光功率达到峰值期间。CAT3224 LED驱动器控制超级电容充电，从而为其它高峰值电流电路提供更多电能。这超级电容LED驱动器设计方案提供真正的高强度闪光及更丰富的系统功能，同时显著地延长电池使用时间。

超级电容技术的高峰值电流优势，结合CAT3224简单的并行逻辑接口，使得这器件成为采用LED替代氙气灯的工业应用的极佳选择。

安森美半导体Catalyst产品部市场营销副总裁Scott Brown说：“CAT3224超级电容LED驱动器为高强度LED闪光功能提供集成、易用、高性价比的解决方案。我们相信，这器件结合如CAP-XX等公司显著改良的超级电容技术，以及白光LED不断提升的性能，率先为下一代高百万像素照相手机和独立相机提供真正高强度LED闪光。”

CAT3224 超级电容LED驱动器支持三项关键功能：精密的超级电容充电控制、电流放电至LED闪光的管理，以及为LED手电筒模式提供恒流。CAT3224以模拟控制输入电路上的外部电阻进行简单编程，

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