芯片中有很多的電源管腳（VDD/VSS/VBAT），簡(jiǎn)而言之，原因如下：芯片作為一個(gè)大水池，水池很大，要放滿(mǎn)水的時(shí)候，比如只在一個(gè)地方給它供水，水就會(huì)從這個(gè)地方開(kāi)始慢慢擴(kuò)散出去，那么勢(shì)必會(huì)造成這個(gè)供水的不均勻，那比如說(shuō)多搞幾個(gè)水管，四面八方往里面加水，這個(gè)時(shí)候很顯然要比一個(gè)水管往里面加水要均勻，水位就會(huì)均勻上升。同時(shí)，每個(gè)電源管腳都會(huì)有濾波（水桶作用）。

如下圖芯片有VDD和VSS，還有一個(gè)VBAT。每一個(gè)電源管腳外面都會(huì)有濾波。

關(guān)鍵時(shí)刻不慌張，VBAT守抗時(shí)間

微控制器（MCU）是現(xiàn)代電子設(shè)備的核心，其廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)、家電、消費(fèi)電子、通信設(shè)備等。MCU的功能多樣，而VBAT管腳是其中一個(gè)關(guān)鍵的功能部分。本文將詳細(xì)介紹MCU中VBAT管腳的基本概念、功能定位、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及其設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

一、VBAT管腳的基本概念

VBAT（備用電池供電管腳）是MCU的專(zhuān)用電源引腳，主要用于連接外部備用電源（如紐扣電池、可充電鋰電池或者超級(jí)電容）。其核心作用是在主電源（VDD）斷電時(shí)，為實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）、備份寄存器等關(guān)鍵模塊持續(xù)供電，確保設(shè)備斷電后關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失、時(shí)間記錄不中斷。

二、功能定位?

1. 備用電源無(wú)縫切換

當(dāng)主電源（VDD）正常供電時(shí)，VBAT處于待機(jī)狀態(tài)；一旦VDD斷電，VBAT立即通過(guò)外部備用電源（如紐扣電池、可充電鋰電池或者超級(jí)電容）接管供電，保障RTC和備份寄存器正常運(yùn)行。例如，STM32系列MCU在主電源關(guān)閉后，可通過(guò)VBAT維持內(nèi)部時(shí)鐘持續(xù)計(jì)數(shù)。如果不使用備份電源，則系統(tǒng) 上應(yīng)將VBAT和VDD短接。

注意：當(dāng)使用電源切換功能時(shí)，VBAT 工作范圍是1.5~4.2V，當(dāng)不使用電源切換功能時(shí)，VBAT 應(yīng) 與 VDD 短接，此時(shí) VBAT 可以承受 5.5V 供電。

2. 低功耗長(zhǎng)效支持

VBAT專(zhuān)為低功耗場(chǎng)景設(shè)計(jì)，僅為RTC等核心模塊供電，工作電流通常低至微安級(jí)（μA），能大幅延長(zhǎng)備用電源的續(xù)航時(shí)間，減少電池更換頻率。

3. 靜態(tài)數(shù)據(jù)可靠保存

設(shè)備的用戶(hù)參數(shù)、系統(tǒng)配置、運(yùn)行日志等關(guān)鍵數(shù)據(jù)需在斷電時(shí)留存，VBAT通過(guò)為內(nèi)部低功耗存儲(chǔ)器（如備份寄存器）供電，確保數(shù)據(jù)在主電源中斷期間不丟失，恢復(fù)供電后可直接讀取。

三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

1.電源自動(dòng)切換機(jī)制?

需通過(guò)MOSFET開(kāi)關(guān)或肖特基二極管實(shí)現(xiàn)VDD與VBAT的自動(dòng)切換，確保主電源失效時(shí)快速切換至備用電源，典型響應(yīng)時(shí)間需控制在10毫秒以?xún)?nèi)，避免關(guān)鍵模塊斷電復(fù)位。

2?.電路穩(wěn)定性保障

? 在VBAT引腳附近配置100nF陶瓷去耦電容，濾除電源噪聲，穩(wěn)定供電電壓；

? 布線(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)離高頻信號(hào)（如時(shí)鐘線(xiàn)、射頻線(xiàn)），減少電磁干擾對(duì)低功耗模塊的影響。

3.備用電池選型?

? 常用電源類(lèi)型：紐扣電池（如CR2032，容量約225mAh）、超級(jí)電容或可充電鋰電池；

? 選型需結(jié)合設(shè)備待機(jī)需求計(jì)算容量：例如，若RTC功耗為1μA，CR2032可支持約25年續(xù)航（理論值）。

?

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景?

1.消費(fèi)電子產(chǎn)品

如智能手表、智能手環(huán)等便攜設(shè)備，需要長(zhǎng)時(shí)間準(zhǔn)確記錄時(shí)間和日期信息。在這些設(shè)備中，VBAT管腳連接的備用電源能夠保證RTC模塊在設(shè)備電池耗盡或更換電池期間繼續(xù)工作。

2.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中常常需要記錄設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間、故障發(fā)生時(shí)間等信息。VBAT管腳連接的備用電源能夠在設(shè)備斷電或維護(hù)期間，持續(xù)供電給RTC模塊和關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，確保時(shí)間和數(shù)據(jù)的完整性。

3.智能家居設(shè)備

智能門(mén)鎖、恒溫器等設(shè)備的用戶(hù)密碼、溫度設(shè)定等參數(shù)需長(zhǎng)期保存，VBAT在斷電時(shí)為存儲(chǔ)器供電，避免用戶(hù)重新配置。

5、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)?

若設(shè)備不使用外部備用電池，需將VBAT引腳直接短接至主電源VDD，防止引腳懸空導(dǎo)致漏電或功能異常；

備用電源回路需避免過(guò)流風(fēng)險(xiǎn)，可根據(jù)需求串聯(lián)限流電阻（如1kΩ），保護(hù)VBAT引腳內(nèi)部電路；

電池安裝需考慮更換便利性，避免設(shè)備封裝設(shè)計(jì)導(dǎo)致電池更換困難。

以復(fù)旦微FM33LG0xx系列為例介紹VBAT引腳

復(fù)旦微FM33LG0XX系列，有VBAT引腳的都可以直接連電池。向您推薦匹配的松下CR2032和BR2032（耐高溫型）電壓都是3V，可直接連接，中間不需要加電源管理芯片。在VDD腳上加電池也一樣使用，VDD 1.65-5.5V。

為何設(shè)計(jì)兩個(gè)腳呢？VBAT可以給內(nèi)部RTC供電。由于考慮精確性和老化性等因素，外接RTC需要電池。VBAT腳是給芯片內(nèi)部最小系統(tǒng)使用的，電池只是給主電源做備胎而已。VBAT里面怎么分配是芯片內(nèi)部的事情。

芯片測(cè)試時(shí)采用上圖所示的電源供電方案

常用一次紐扣電池

panasonic松下CR2032-CR-2032- 225mAh縮略版規(guī)格書(shū)

panasonic松下CR2450-620mAh縮略版規(guī)格書(shū)

panasonic松下BR2032-200mAh縮略版規(guī)格書(shū)

Maxell麥克賽爾CR2032-220mAh縮略版規(guī)格書(shū)

“唐輝電子”有以下松下電池及配套產(chǎn)品供應(yīng) ：CR/BR系列-圓筒形二氧化錳鋰電池、可充電鎳氫電池（圓柱系列）、CR/BR系列-扣式鋰電池(焊接電極、加引線(xiàn)等)、電池卡座（可根據(jù)型號(hào)定制電池卡座）。

（電池為松下原裝正品，電極、引線(xiàn)和卡座產(chǎn)品為“唐輝電子”配套服務(wù)，方便客戶(hù)采購(gòu)使用，最大限度服務(wù)好客戶(hù)。詳細(xì)情況請(qǐng)咨詢(xún)“唐輝電子”。）

小華半導(dǎo)體HC32L 系列無(wú)Vbat 管腳，

如何使用雙電源應(yīng)用？

有較多客戶(hù)有聊到HC32L系列，沒(méi)有VBAT 管腳，開(kāi)發(fā)時(shí)不方便。這里給出一種參考解決方案，可以解決雙電源的應(yīng)用方案。

意法半導(dǎo)體STM32系列電源之VBAT管腳

備用電池，就是我們可以在我們的開(kāi)發(fā)板上肉眼看到的紐扣電池。這也就是當(dāng)開(kāi)發(fā)板掉電后，還有一部分仍可以工作的原因。就差不多后備隱藏能源一樣。

STM32中VBAT引腳是內(nèi)部RTC備用電源引腳，保證STM32斷電之后，內(nèi)部時(shí)鐘可以繼續(xù)工作。

具體作用如下：

VBAT引腳是用來(lái)連接備份電源的，主要用于提供備份電源給內(nèi)部RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）和備份寄存器，以保證在主電源異常中斷時(shí)，RTC和備份寄存器能夠繼續(xù)工作并保持?jǐn)?shù)據(jù)。

此外，VBAT引腳還可以用于檢測(cè)主電源是否正常，當(dāng)主電源異常中斷時(shí)，可以通過(guò)檢測(cè)VBAT引腳的電壓來(lái)判斷主電源是否正常。

只有VDD掉電，stm32芯片本體才會(huì)通過(guò)VBAT引腳獲取電源，若VDD有電，芯片不會(huì)從VBAT取電，這個(gè)時(shí)候芯片管你接啥呢。

下方框圖明顯的是一個(gè)條件選擇器，在VDD有電的時(shí)候是通過(guò)上邊連接VDD的線(xiàn)取電的，無(wú)論VBAT接不接，都不會(huì)導(dǎo)致RTC之類(lèi)的功能無(wú)法運(yùn)行。

手冊(cè)中有提到：

4.1 電源

STM32 的工作電壓( VDD )為2.0～3.6V，通過(guò)內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器提供所需的 1.8V 電源，當(dāng)主電源 VDD 掉電后，通過(guò)VBAT 腳為實(shí)時(shí)時(shí)鐘( RTC )和備份寄存器提供電源。