超级电容备份时间

原理与说明

主电源掉电后，RTC 由超级电容维持走时。电容从 V_MAX 放电到 RTC 的最低保持电压 V_MIN 的时间即为备份时间（参考 Maxim/ADI 应用笔记的两种负载模型）。

两种模型

• 恒流模型：RTC 备份电流不随电压变化，电容电压线性下降，结果较保守，适合按数据手册最大电流做最坏设计。
• 电阻模型：把 RTC 看作电阻 R = V_MAX/I，电压指数下降、电流随电压减小，时间更长。

设计要点

• 漏电流：超级电容自身漏电（初始可达数 µA，数十小时后降到 1 µA 以下）往往大于 RTC 的几百 nA，必须计入，否则保持时间会被严重高估。
• ESR：备份电流只有 nA 级，ESR 造成的压降可以忽略；但上电充电时需用 R1 限流，避免冲击电流拉低主电源。
• 二极管：D1 选低漏电的肖特基管（反向漏电会在掉电后反向放电），或用 RTC 内部的涓流充电电路（如 DS1340、DS1307 的 trickle charger）。
• 超级电容容量随温度、老化下降，建议按标称值的 70–80% 设计，高温下漏电也会显著增大。