给S7200打造一枚超级电池

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给S7200打造一枚超级电池

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2015-01-30 01:06:37

S7200的掉电保持时间比较短,重要的参数,一般是通过eeprom写入指令固化,大面积的数据,以及RTC时钟的走时,则是靠超级电容或外插电池卡保持。官方的数据,断电保持时间,超级电容是1周左右,外加电池卡,也撑不过1年。
本贴介绍一个DIY方法,使用一次性的锂电池,给S7200打造一枚超级电池,达到掉电“永久”保持数据。

1、完工的样子是这样的:




2、用到的锂电池:



ER14505参数




3、超级电容的位置



这是S7224XP的图片,电容规格:0.22F,上电24小时后,电容被充满,端电压3.04V。

4、附加电路
锂电池并到超级电容上,当外电源掉电后,由锂电池继续给超级电容充电,保持电容两端的端电压不下降。
由于ER14505的端电压是3.6V,而超级电容的充满电压是3V左右,电池要降压才能用;另外,不希望外电路给一次性锂电池充电,要加用二极管阻止反向充电电流。
这里,用二枚1N4148二极管串联,利用其正向导通时的管压降,再串上1K限流电阻,作为降压线。



1N4148二极管和1K电阻。

5、电池固定



在CPU壳体的下层,找一个合适位置邦定。这里是晶体管型224XP,空间比较大,继电器型的空间小,自己想办法,注意避开交流高压区。

6、电池引线穿上来



从壳体的缝隙中把电池线穿上来。

7、焊好电池负极



先焊好负极,固定,避免与正极接触造成短路危险。

8、正极线上焊电阻二极管



注意二极管是正向工作的。

9、套上热缩管,保护电阻二极管。



使用黄蜡管也行,注意固定,不要松脱。

10、焊好正极



大功告成。

11、CPU断电15天,测量超级电容两端电压,3.06V,略高于CPU工作时的3.04V,也就是说,即使CPU在上电状态,电池也向超级电容充电。这个现象不好,会消耗电池。但从中可以看出,1个二极管的压降=(3.6-3.06)/2=0.27V,若串3个二极管,锂电池能保持超级电容两端的电压约2.79V。一般的RTC、SRAM的保持电压可低至2.0V,甚至有的低至1.0V还不掉的(当然此时的RTC可能已经停掉了)。2.79V>>2.0V,保持没问题。三个二极管的方案,可保证CPU上电期间电池不放电。

12、接下来,估算一下这个超级电池能保持数据多久。

13、先计原超级电容的容量。当0.22F电容充至3.0V时,电量为0.5*C*U=0.5*0.22*3=0.33库仑。假定这个电量全部用来保持数据,也就是说,0.33库仑电量可保持数据7天。

14、ER14505的容量为2400mAh时,由于自放电,假如可利用的容量仅有1000mAh,相当于1A*3600秒=3600库仑。这样可以估算保持的天数为7*3600/0.33=76363天,约209年!所以,对于ER14505来说,给超级电容充电的电流,还不如自放电电流大,电池的存放寿命是多少,就当作它可保持的时间。
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