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單片機系統中的掉電保護電路

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年12月23日  

通常,在數字鐘、打鈴儀、某些按時器和日歷鐘等類型的單片機系統中,當主電源DC5V失去時,我們稱之為掉電。掉電之后,單片機會停止工作,時鐘會停止往前走,這種結果在許多場合往往是不希望的,為了保證單片機在主電壓失去時仍然能夠保持運行,人們就利用干電池對單片機系統繼續進行供電。


應該感謝單片機芯片的工程技術設計師,是他們首先供應了單片機系統能夠順利執行“掉電保護”的內部條件,這就是:單片機允許在電壓低至2V甚至更加小一些的電壓供電時。仍然可以保證其最基本的運行(對外部輸入輸出功能將會失效或者停止)。


電池在主電源失去時,對單片機的繼續運行供應能源,此時的電池能源是非常寶貴的,往往都是以“uA”級進行計算。而且還有一個不能防止的結果,就是隨著保護時間的延長,電池的電量也會用完的。所以,保護電路有一個最長保護時間的參數,使用中不能超過,否則,保護就會失效。


當電池經過保護時間的使用之后,就要補充電能,以便下一次保護時能夠“酒足飯飽”地投入保護工作。所以,又有一個如何給電池充電的問題。


歸納一下:就是電池在主電源正常供電時,要由主電源對其進行充電;當主電源失去一時,又由電池放電以保持單片機系統的運行。


下面就是一個標準的掉電保護電路。(VCC=6V).


以保證電池電量的充足。適當選擇R1的大小,可以保證充電電流和充電時間都比較合理。


例如:要對3V6*60mAH的電池充電,充電時間選擇在8小時左右,我們就選擇充電電流為8mA,R1=(6V-0.6)/8(0.6是串連二極管的導通壓降)。


與電池并聯的穩壓二極管是防止電池過充電用的。


放電路徑是:電池通過R1+R2,對單片機供電端口進行供電,供電電流通過R1+R2之后,會有壓降,到達單片機的VCC端口時,電壓就會比3V6低,一般會在2V--2V5左右,不要企圖在這個時候提高單片機的供電電壓,這樣反而會適得其反,令單片機仍然工作于正常供電狀態。對各單片機生產公司的各種單片機,這個低供電電壓會有某些差別,調整電阻R2,在保證單片機能夠保持運行的情況下,耗用電流越小越好。


注意:掉電保護的電流大小,還與單片機的晶體頻率的高低以及程序軟件的編寫有關,因為電池對單片機供電時,雖然電池供電不能通過D2反向導通到其它器件的公共供電線路上,但是,單片機的其它輸出端口卻會通過其它器件瀉放電流,造成保護電流很大,大大縮短電池保護的工作時間。就單片機而言,晶體頻率越高,所要的掉電保護電流就會越大。


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