21ic訊： Cymbet的一家從事工業(yè)過程控制的客戶，正在為一條制造組裝生產(chǎn)線設計一個全新的基于嵌入式系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，它需要為微控制器(MCU)和實時時鐘(RTC)數(shù)據(jù)保留提供電源保持。該款工業(yè)控制器采用了德州儀器MSP430x22x4微控制器，并帶有板上電源監(jiān)控功能。該MSP430微控制器具有700納安的超低功耗待機模式，以及關閉模式下100納安的RAM保持電流。該MCU還帶有極低功耗的低頻振蕩器，并且可從待機模式用不到1微秒的時間完成超快速喚醒。它們采用38引腳DA包裝。
項目設計要求
該工業(yè)過程控制嵌入式系統(tǒng)的設計團隊提出了如下要求：
1. 在主電源發(fā)生故障時，需要為這一片MSP430微控制器提供后備電源
2. 需要為MCU的RAM內存提供10天的后備電源支持
3. 需要為待機模式(VLO)下的MCU提供7天的后備電源
4. 需要為MCU的實時時鐘運行提供3天的后備電源
5. 電池必須是可充電的
6. 電池每年的自放電不得高于2%
7. 必須永遠不必更換電池
8. 控制系統(tǒng)產(chǎn)品的內置電池必須能夠被空運
9. 電池必須符合RoHS和WEEE規(guī)范
10. 必須只占用很小的設備空間
11. 在組裝中必須能夠使用表面貼裝技術和回流焊工藝。
圖1：需要保留時間的工業(yè)控制器嵌入式系統(tǒng)
12設計解決方案
該工業(yè)流程控制器的設計團隊采用帶有內置電源管理功能的EnerChip? CC CBC3150固態(tài)電池，滿足了單片機的實時時鐘功能后備電源的設計需求。
許多采用微控制器和/或實時時鐘芯片的系統(tǒng)要求在主電源中斷的情況下，還具有非易失性的日期保留和/或實時時鐘運行。通常，這是通過使用電源監(jiān)控電路再加上諸如紐扣電池或超級電容器等后備電源而實現(xiàn)。當主電源被中斷 –– 如在線路停電或當主電池因為充電或更換被拿掉時 –– 后備電源提供了足夠的能量，以維持嵌入SRAM中的數(shù)據(jù)或保持內部實時時鐘仍在操作。許多MCU都具有內部電源監(jiān)控電路，可以用來控制從主電源切換到輔助電源這一功能。當電源電壓下降或完全斷電達到電源電壓的閾值電壓時，MCU可以按照編好的程序產(chǎn)生一個內部中斷，使MCU進入低功耗狀態(tài)，以從備用電源獲得最長的運行時間。
EnerChip CC是一種表面貼裝器件，它把一片可充電固態(tài)電池與集成的電池管理芯片封裝在同一個器件里。這種EnerChip CC能夠在同一個小型化封裝內提供充電控制、放電控制、閾值電壓檢測、電源監(jiān)控等功能。它能夠在2.5V至5.5V的范圍內工作。
采用的EnerChip CC為微控制器提供后備電源的電路是非常簡單，如下圖所示：
圖2：采用EnerChip CC CBC3150作為微控制器RTC后備電源的實例
為您的下一個項目評估Cymbet的EnerChip解決方案
本案例研究展示了這家工業(yè)流程控制公司的設計團隊如何使用EnerChip固態(tài)電池來提高其新裝配系統(tǒng)的功能和競爭力。您也可通過使用的EnerChip器件，來降低成本并改善您產(chǎn)品的功能。Cymbet提供了一整套可用于加快新產(chǎn)品開發(fā)進度的評估工具包。用于后備電源設計的理想評估套件是EnerChipCCRTCPowerBack-upCBC-EVAL-06kit。如圖3所示，這種易于使用的、基于USB的小片評估套件帶有一片MicroCrystalRV-2123實時時鐘芯片和一片EnerChipCCCBC3112固態(tài)電池。
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