电容充放电时间计算

电容充放电时间计算

硬件工程师在做一些仪表产品时，往往会面临一个“掉电保存”的问题。例如在数显电能表中，当突然发生外部电源断电时；MCU要在断电的一刹那，运行掉电中断服务程序，把电量数据或当前工作状态存到外部的E2PROM中。这样在下一次上电时，MCU就能从E2PROM中读取数据，或恢复断电前的工作状态。

在没有后备电池的应用中，这个动作只能通过大电容的短时间放电来完成。如果不考虑中断服务程序中执行指令的时间，仅仅普通24C02写一页（8字节）的编程时间最大就会达10ms；电容的放电时间最起码要比这个时间长，这样我们就需要计算电容放电的持续时间。

下面给出两个例子：

1、100uF的电容充上5V的电；之后用1mA恒流放电，多长时间能放干净（放到0V）？

2、100uF电容用1mA恒流放电，从2.8V放电到2.2V，需要多长时间？（实际中的例子：系统总工作电流为1mA；设置单片机2.8V进入掉电中断，2.2V发生低压复位；掉电中断程序必须在这个时间区内完成对24C02的写操作）。

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计算方法有很多，这里给出一个公式和计算过程：

根据电容上的电流和电压公式：。

因为恒流放电，ic恒定，uc线性变化；上面公式可改为：，可得，这个就是电容恒流充放电计算公式。

第1题，代入C=0.1mF，Ic=1mA，电压变化=5V，可计算出放电时间=500ms。

第2题，电压变化=2.8-2.2=0.6V，其他不变，可计算出=60ms；也就是从从2.8V 放电到2.2V，需要60ms。实际使用中如果掉电保存内容比较多，这个时间不够，那就把这个电容加大一点。

另外，电容恒流充电计算也是同样的过程。