带有EnerChip固态电池后备电源的Intermec IF2网络读卡器设计

　　案例研究背景

　　Intermec当时正在开发一款全新的小型化高性价比网络读卡器，它可支持各种无线射频标签(RFID)应用。这款IF2 RFID网络读卡器可支持企业和工业环境，因而需要一种每个读取点成本都很低的可扩展RFID系统。如图1所示的可被永久安装的IF2，它被规划为可以工作多年而免于维护。Intermec的工程团队需要一种可在整个产品生命周期上持续工作的 – 不需要更换电池的实时时钟(RTC)和微控制器(MCU)后备电源器件。

　　项目设计要求

　　Intermec的设计团队提出了如下要求：

　　1.当主电源发生故障时，能够为微控制器中的实时时钟功能提供数个小时的后备电源。

　　2.电池必须是可充电的，以在整个产品生命周期上提供断电后备支持。

　　3.电池必须只占用很小的器件面积，可以安装到紧凑电路板空间中

　　4.在组装中必须能够使用表面贴装技术和回流焊工艺

　　5.电池必须在IF2网络读卡器的整个产品生命周期上都持续可用

　　6.必须永远不必更换电池

　　7.电池每年的自放电不得高于2%

　　8.IF2网络读卡器的内置电池必须能够采用空运

　　9.电池必须符合RoHS和WEEE规范

　　设计解决方案

　　Intermec的设计团队采用了带有内置电源管理功能的EnerChip™ CC CBC3150固态电池，以满足他们为微控制器中的实时时钟功能选择后备电源所提出的设计需求。

　　许多采用微控制器和/或实时时钟芯片的系统都要求在主电源中断的情况下，还具有非易失性的日期保留和/或实时时钟运行。通常，这是通过采用电源监控电路再加上诸如纽扣电池或超级电容器等后备电源而实现。当主电源被中断 –– 如在线路停电或当主电池因为充电或更换被拿掉时 –– 后备电源提供了足够的能量，以维持嵌入SRAM中的数据或保持内部实时时钟仍在工作。许多MCU都具有内部电源监控电路，可以用来控制从主电源切换到辅助电源这一功能。当电源电压下降或完全断电达到电源电压的阈值电压时，MCU可以按照编好的程序产生一个内部中断，使MCU进入低功耗状态，以从备用电源获得最长的运行时间。

　　EnerChip CC是一种表面贴装器件，它把一片可充电固态电池与集成的电池管理芯片封装在同一个器件你。这种EnerChip CC能够在同一个小型化封装内提供充电控制、放电控制、阈值电压检测、电源监控并等功能。它能够在2.5V至5.5V的范围内工作。

　　采用的EnerChip CC为微控制器提供后备电源的电路非常简单，如下图所示：

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　　本案例研究展示了Intermec的设计团队如何通过使用EnerChip固态电池，来改善其全新IF2 RFID网络读卡器的功能和竞争力。您也可通过使用的EnerChip器件，来降低成本并改善您产品的功能。Cymbet提供了一整套可用于加快新产品开发进度的评估工具包。用于后备电源设计的理想评估套件是EnerChip CC RTC EnerChip CC RTC Power Back-up CBC-EVAL-06套件。如图3所示，这种易于使用的、基于USB的小片评估套件带有一片Micro Crystal RV-2123实时时钟芯片和一片EnerChip CC CBC3112固态电池。