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单片机系统中的掉电保护电路

发布时间:2020-07-21 18:20:35 阅读: 来源:标签机厂家

通常,在数字钟、打铃仪、某些定时器和日历钟等类型的单片机系统中,当主电源 DC5V 失去时,我们称之为掉电。掉电之后,单片机会停止工作,时钟会停止往前走,这种结果在许多场合往往是不希望的,为了保证单片机在主电压失去时仍然能够保持运行,人们就利用干电池对单片机系统继续进行供电。

应该感谢单片机芯片的工程技术设计师,是他们首先提供了单片机系统能够顺利实施“掉电保护”的内部条件,这就是:单片机允许在电压低至 2V 甚至更加小一些的电压供电时。仍然可以保证其最基本的运行(对外部输入输出功能将会失效或者停止)。

电池在主电源失去时,对单片机的继续运行提供能源,此时的电池能源是非常宝贵的,往往都是以“uA” 级进行计算。而且还有一个不能避免的结果,就是随着保护时间的延长,电池的电量也会用完的。所以,保护电路有一个最长保护时间的参数,使用中不能超过,否则,保护就会失效。

当电池经过保护时间的使用之后,就需要补充电能,以便下一次保护时能够“酒足饭饱”地投入保护工作。所以,又有一个如何给电池充电的问题。

归纳一下:就是电池在主电源正常供电时,需要由主电源对其进行充电;当主电源失去一时,又由电池放电以保持单片机系统的运行。

下面就是一个标准的掉电保护电路。(VCC = 6V).

以保证电池电量的充足。适当选择 R1 的大小,可以保证充电电流和充电时间都比较合理。

例如:需要对 3V6 * 60mAH 的电池充电,充电时间选择在 8 小时左右,我们就选择充电电流为 8 mA,R1 =(6V - 0.6)/ 8(0.6 是串连二极管的导通压降)。

与电池并联的稳压二极管是防止电池过充电用的。

放电路径是:电池通过 R1+R2 ,对单片机供电端口进行供电,供电电流通过 R1+R2 之后,会有压降,到达单片机的 VCC 端口时,电压就会比 3V6 低,一般会在 2V--2V5 左右,不要企图在这个时候提高单片机的供电电压,这样反而会适得其反,令单片机仍然工作于正常供电状态。对各单片机生产公司的各种单片机,这个低供电电压会有某些差别,调整电阻 R2,在保证单片机能够保持运行的情况下,耗用电流越小越好。

注意:掉电保护的电流大小,还与单片机的晶体频率的高低以及程序软件的编写有关,因为电池对单片机供电时,虽然电池供电不能通过 D2 反向导通到其它器件的公共供电线路上,但是,单片机的其它输出端口却会通过其它器件泻放电流,造成保护电流很大,大大缩短电池保护的工作时间。就单片机而言,晶体频率越高,所需要的掉电保护电流就会越大。

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