dallas半导体公司的ds1302涓流充电时钟芯片是一个可编程3线串行接口时钟芯片，可用超级电容或可充电电池备份系统的时间和日期，还提供31字节的非易失sram用于数据存储。由ds1302和超级电容构成的电源备份电路如图1所示，ds1302的vcc2接主电源，vcc1接超级电容正极。针对不同的电源备份系统，如可充电的镍氢电池、镍镉电池，还有容量不同的超级电容，ds1302专门提供了可编程涓流充电电路，以适应不同的充电电流要求，充电电路如图2所示。

通过设置电路内的ds和rs控制位，可设置不同的最大充电电流imax。例如控制字是10100101，则表示选通了一只二极管，同时选通阻值为2kω的r1，imax计算公式如式1，式中的vdrop是二极管的电压降。

imax=(vcc2-n·vdrop)/r n=1,2 (1)

表1列出了imax计算值，对应vcc2的值是4.5v、5.0v、5.5v，有1只二极管和2只二极管两种情况，电阻值为2kω、42kω和82kω。

充电过程

作为电源备份的元件，超级电容的充、放电特性是关注的重点，结合ds1302的可编程充电电路，在下面给出充电时电压v(t)及电流i(t)与时间的函数及放电时电压v(t)与时间的函数。

超级电容端电压与时间的函数可表示为式2。

v(t)=vmax [1-e(-t/rc)] (2)
v(t)为超级电容端电压，vmax等于vcc2减去n·vdrop，r为内部涓流充电电阻，c是超级电容的容量。超级电容两端电压充电到vmax的95%所需时间见表2。
充电电流与时间的函数可表示为式3。

i(t)=vmax/r·e(-t/rc) (3)
i(t)为充电电流。
超级电容充电特性曲线如图3所示。

放电过程

要知道ds1302使用超级电容放电的时间，则需要了解ds1302的特性参数icc1t(时间保持电流)，icc1t呈线性变化，这意味着ds1302可以表示为阻性负载rl，超级电容通过此负载来放电。根据ds1302数据手册，在vcc1为2.5v时，icc1t为0.3μa，这样rl约为8.3mω。在不考虑超级电容自放电影响的情况下，超级电容放电特性可表示为式4。

v(t)=vmax·e(-t/rlc) (4)

rl为ds1302负载阻抗。电容放电至2v，根据上面公式计算的放电时间值见表3。

超级电容放电电压特性曲线见图4。

本文介绍了实时时钟ds1302与超级电容的应用实例，有助于设计人员使用超级电容完成时钟保持、数据保持等电路的设计。