用法拉电容替代主板时钟电池

西山云舞

【2022年8月旧文搬运】

Hi，我是西山云舞，爱分享的无厘头伪极客，5年环保/危废、8年电子硬件开发/管理、8年自闭症教育行业经验。欢迎关注！

这是一块LED屏的控制板。留意一下，会发现板的上部中间有两个晶振。一个长圆跑道形是单片机的8MHz晶振、另一个是细圆柱形的时钟32.768kHz晶振。

控制板加电后单片机就会工作，晶振也会起振，两个引脚上能够测量到震荡波形。

时钟晶振也会起振。

当外部供电切断后，单片机就停止工作了，单片机晶振也停止了震荡。

由于LED屏需要时间控制，例如定时节目转换等需要，时钟电路必须维持一直工作，这样 LED屏的时间就不会错。主板上的时钟依靠这个CR1220纽扣电池维持供电，继续工作。

这时候电路的功耗非常低，消耗的电流不到一微安。但是这个一次性锂电池不能充电，几年后终将耗尽。电池耗尽后每次断电 LED屏的时间都要重新校对，非常不方便。爬上去换电池也是个小工程，非专业人士一般很难完成。所以考虑用法拉电容替代电池。某宝上买了3.8V10F的电容。

这个电容的耐压式3.8V，容量高达10法拉，电容上的警告，大意是不能极性反接，不能超压，不能拆解。

增加的部分原理图如下。3.3V来自1117的稳压输出。经过一个电阻限流，再经过一个肖特基二极管SS14向法拉电容充电。整个电路的时间常数超过200秒，起码要1个小时才能基本完成充电。

SS14肖特基二极管的作用是，防止外部供电切断后，超级电容向外部放电。这个二极管的反向漏电流小于1微安。

焊接好元件，接上电源，经过一个晚上，完成充电后放大电容端电压3.088V，跟纽扣电池的3V额定电压相差无几。

经过7小时的放电后，电容两端电压还有3.071V，下降了17毫伏，估算总的放电电流大约7微安。考虑到电容充放电的极化过程，这个结果可能不准。一段时间后再测一次。

又经过22小时的放电后，电容两端电压还有3.058V，下降了13毫伏，估算总的放电电流大约1.6微安。实测时钟晶振低到1V仍能工作，按3V放电到2V，可以维持70天，足够度过春节假期。

电脑主板上的时钟电池原理也差不多。不过电池更换方便也没必要去改。其它所有要使用时钟的器件，如果更换电池的成本很高，都可以考虑在安装之前这样改造。

a0815

可是可以，就是电容有自放电......................

zhkrid

常见的法拉电容是2.7v和5.5v，现在居然出3.8v的了

苏州熊猫

常用的家电用法拉电容的，我只在PSP里面见过。

hnny

厂家不用法拉电容应该是出于成本的考虑吧

wjqok

几年才更换个电池，没必要折腾，我一次就买了200个纽扣电池，20块钱

oldeagle

改的不错

c179923

很好，值得学习

rainren

这种法拉电容寿命不长吧

waffle

改的挺好，他这个是换电池太麻烦，不是为了省电池钱

西林迷

？？？？？
正常不是应该直接换电池座，换成2032或者2450的吗？
然后粘电路上就完事儿，电池看情况，一般三五年换一次，或者七八年换一次，还要什么自行车

x067

wjqok 发表于 2024-11-11 15:02
几年才更换个电池，没必要折腾，我一次就买了200个纽扣电池，20块钱

还没用就废了一大堆吧。。

avalger

SS14没用上？板子上没有看到啊

majiwu1234

做的很好，改成带充电的，使用效果刚刚的，以后可以考虑用大容量的法拉电容代替一次性的电池。

stlaoliu

用在带充电功能的设备上还可以，其他的意义不大。

huxiangming

法拉电容有自放电，如果关机时间长的话电就没有了，建议用可充电的纽扣电池LIR1220

wk6

个人使用可以这样改，厂家出于成本考虑是不会这样做的

shaohabbit

wjqok 发表于 2024-11-11 15:02
几年才更换个电池，没必要折腾，我一次就买了200个纽扣电池，20块钱

假如这个电池是用在户外显示屏上面，要跑几公里，要带梯子，你说怎么折腾好？

几米小山

想法很好，支持折腾

hcl7266880

我觉得主板通电时那个电池是在被充电的，正常情况几年都不用换。