愛普生 RX8130CE 即時時鐘模組
內建電源自動切換和備用電池充電控制功能 (下)
Epson RX8130CE Real-Time Clock module Build in Power
Switch & Backup Battery Charge Control functions
文: 王建斌
概述
如同上篇文章所介紹，精工愛普生 Real-Time Clock (RTC)模組 RX8130CE，內建備用電池充電 偵測控制、和電源自動切換功能，並可以偵測主要電源供電準位，若發生電壓過低的狀況，可以自動將工作電源切換至備用電源。也介紹了電源自動切換與備用電池充電控制相關功能的暫存器，本篇會介紹關於偵測的電壓設定，與各種不同的電壓狀況下內部 switch 切換的機制。
偵測電壓設定
RX8130CE 的偵測電壓狀態有四種:
1. 重置 / 重置-釋放電壓 (Reset /Reset-release voltage): 用於判斷重置電壓，並輸出 pin#5 /RST 腳位訊號，暫存器 RSVSEL 可以設定兩種階段的偵測電壓。
2. 備用切換 / 恢復電壓 (Backup switchover/recover voltage): 用於判斷電壓是否過低，如果低於 VDET2, 就從主電源切換到備用電源。反之，若電壓高於時就從備用電源切換到主電源。
3. 滿電偵測電壓 (Full charge detection voltage): 使用可充電式二次電池時，VDET3 可以判斷是否已經充飽電。
4. VBAT 低電量偵測電壓 (VBAT low-voltage detection voltage): 用於判斷 VBAT 電壓是否過低來決定 VDD 是否對可充電式二次電池充電。
判斷內部切換 switch 狀態的偵測電壓請參考下表 Table 1.
1. 重置 / 重置-釋放電壓 (Reset /Reset-release voltage): 用於判斷重置電壓，並輸出 pin#5 /RST 腳位訊號，暫存器 RSVSEL 可以設定兩種階段的偵測電壓。
2. 備用切換 / 恢復電壓 (Backup switchover/recover voltage): 用於判斷電壓是否過低，如果低於 VDET2, 就從主電源切換到備用電源。反之，若電壓高於時就從備用電源切換到主電源。
3. 滿電偵測電壓 (Full charge detection voltage): 使用可充電式二次電池時，VDET3 可以判斷是否已經充飽電。
4. VBAT 低電量偵測電壓 (VBAT low-voltage detection voltage): 用於判斷 VBAT 電壓是否過低來決定 VDD 是否對可充電式二次電池充電。
判斷內部切換 switch 狀態的偵測電壓請參考下表 Table 1.
針對可充電式二次電池內部操作的狀態和機制
下圖 Figure 1.為可充電式二次電池內部操作的狀態和機制，
每種狀態說明如下：
每種狀態說明如下:
① : 開機上電初始化 power-on reset 後，設定 CHGEN=1 啟動二次電池充電，當 INIEN=0 時POR 電壓為 1.6V(min)，達到這電壓位準時 I2C 初始化，並透過 I2C 設定 INIEN=1 啟動電源自動切換功能，這時 SW1 導通由VDD 供電。
② :VBAT電壓未達-VDET31滿電偵測電壓2.97V(BFVSEL=00b預設值)，內部SW2導通由VDD對 VBAT 的二次電池充電，可以發現 VBAT 電壓上升中。
③ :VBAT電壓達到+VDET31滿電偵測電壓3.02V(BFVSEL=00b預設值)，內部SW2不導通停止對 VBAT 的二次電池充電。另外 INIEN=0 時當 VDD 下降至-VDET11(RSVSEL=00b 預設值)會停止 I2C 和 FOUT 功能。
④ :VDD這時下降至0V，達到-VDET2備用切換電壓1.30V時，內部SW1不導通，SW2導通由 VBAT 供電。
⑤ : 這時 VDD 上升高於+VDET2 備用切換電壓 1.35V 時，內部 SW1 導通讓電源切換至 VDD，內部 SW2 切換至不導通停止由 VBAT 供電。
⑥ : 這時 VDD 不穩，情況與 ④ 一樣。
⑦ : VDD上升中，這時INIEN=1，達到-VDET1時I2C恢復作用，內部SW1導通由VDD供電。
① : 開機上電初始化 power-on reset 後，設定 CHGEN=1 啟動二次電池充電，當 INIEN=0 時POR 電壓為 1.6V(min)，達到這電壓位準時 I2C 初始化，並透過 I2C 設定 INIEN=1 啟動電源自動切換功能，這時 SW1 導通由VDD 供電。
② :VBAT電壓未達-VDET31滿電偵測電壓2.97V(BFVSEL=00b預設值)，內部SW2導通由VDD對 VBAT 的二次電池充電，可以發現 VBAT 電壓上升中。
③ :VBAT電壓達到+VDET31滿電偵測電壓3.02V(BFVSEL=00b預設值)，內部SW2不導通停止對 VBAT 的二次電池充電。另外 INIEN=0 時當 VDD 下降至-VDET11(RSVSEL=00b 預設值)會停止 I2C 和 FOUT 功能。
④ :VDD這時下降至0V，達到-VDET2備用切換電壓1.30V時，內部SW1不導通，SW2導通由 VBAT 供電。
⑤ : 這時 VDD 上升高於+VDET2 備用切換電壓 1.35V 時，內部 SW1 導通讓電源切換至 VDD，內部 SW2 切換至不導通停止由 VBAT 供電。
⑥ : 這時 VDD 不穩，情況與 ④ 一樣。
⑦ : VDD上升中，這時INIEN=1，達到-VDET1時I2C恢復作用，內部SW1導通由VDD供電。
針對一次性電池內部操作的狀態和機制
① : 開機上電初始化 power-on reset 後，設定 CHGEN=0 禁用二次電池充電，當 INIEN=0 時 POR 電壓為.6V(min)，達到這電壓位準時 I2C 初始化，並透過 I2C 設定 INIEN=1 啟動電源 自動切換功能，這時 SW1 導通由VDD 供電。
② : VDD穩定供電，仍然SW1導通由VDD供電。
③ : VDD這時下降至0V，達到-VDET2備用切換電壓1.30V時，內部SW1不導通，SW2導通由 VBAT 供電。
④ : 這時 VDD 上升高於+VDET2 備用切換電壓 1.35V 時，內部 SW1 導通讓電源切換至 VDD， 內部 SW2 切換至不導通停止由 VBAT 供電。
⑤ : 這時 VDD 不穩，情況與3一樣由 VBAT 供電。
⑥ : VDD上升中，這時INIEN=1，達到-VDET1時I2C恢復作用，內部SW1導通由VDD供電。
② : VDD穩定供電，仍然SW1導通由VDD供電。
③ : VDD這時下降至0V，達到-VDET2備用切換電壓1.30V時，內部SW1不導通，SW2導通由 VBAT 供電。
④ : 這時 VDD 上升高於+VDET2 備用切換電壓 1.35V 時，內部 SW1 導通讓電源切換至 VDD， 內部 SW2 切換至不導通停止由 VBAT 供電。
⑤ : 這時 VDD 不穩，情況與3一樣由 VBAT 供電。
⑥ : VDD上升中，這時INIEN=1，達到-VDET1時I2C恢復作用，內部SW1導通由VDD供電。
結論
本篇介紹了偵測電壓相關暫存器設定，與即時時鐘模組內部操作的狀態和機制，清楚地說明 RX8130CE 內部如何偵測電壓，達到設定電壓時內部 switch 如何切換，還有針對可充電式二次電池 做到電源管理，這樣整合化的設計大大節省了周遭的元件與空間，可以降低產品成本。