上一期对 《OKMX6UL-C开发板底 板电源架构》 举行了剖析,信赖对用户是有一定的辅助的。这一期准备对同样有点庞大的OKxx18_C的电源架构做一个详细的梳理。

我们要知道飞凌S5P4418/688系列 FETxx18核 心板 支持以下三种供电方式:

ADP供电,通过J1(电源插座)供入底板,经由U11(FDS4435)直接供应焦点板PMIC。

USB供电,由OTG接口直接供应焦点板PMIC。

VBAT供电,由锂电池供应焦点板PMIC。

▲焦点板PMIC(NXE2000)锂电池充电框图

AC适配器充电历程
当ADPDET检测到VADPA/VADP1/VADP2引脚有电源输入,此时PMU进入ChargeReady 而且最先调治VSYS输出。在检测到电池有毗邻的时刻,PMU进入TrickleCharge。

在TrickleCharge(涓流充电)模式下,PMU最先准时40分钟,而且以40mA电流给无电电池充电或者以85mA电流给电量不足电池充电。若是在40分钟内电池电压到达优越电压,这时PMU改变状态,从TrickleCharge转为RapidCharge(快速充电)。

电池电压和电池电流的关系如下图所示。充电电流、限制电流、VSYS电压和电池充满电电压是可以设置的。

PMU也可以在没有电池的情况下调治VSYS输出。

USB充电历程
当USBDET检测到VUSBA/VUSB有电源输入时,PMU进入ChargeReady状态而且最先调治VSYS输出。

在检测到有电池毗邻后,PMU进入TrickleCharge。

在TrickleCharge(涓流充电)模式下,PMU最先准时40分钟,而且以40mA电流给无电电池充电或者以85mA电流给电量不足电池充电。

若是在40分钟内电池电压到达优越电压,这时PMU改变状态,从TrickleCharge转为RapidCharge(快速充电)。

电池电压和电池电流的关系如下图所示。充电电流、限制电流、VSYS电压和电池充满电电压是可以设置的。

PMU会与外部检测功效相结合,而且该效果会控制充电限制电流。

当暂停请求确立,PMU会将状态改变为暂停模式,住手给电池充电而且从电池提供电压(放电)。当暂停请求竣事后,PMU将状态改变为ChargeReady,重新对电池充电。

峰值辅助模式
当VSYS从ADP引脚和USB引脚供电时,PMU支持峰值辅助模式。若是Systemload current(Isys)(系统负载电流)低于限制电流(Ilim),给电池充电电流(Ichg)与Ilim和Isys有以下关系:

Ichg = Ilim – Isys.

Ex) Ichg = 0.5A – 0.25A = 0.25A.

若是Isys大于Ilim,此时PMU进入峰值辅助模式而且住手充电,电池通过内部MOSFET对VSYS放电。电池放电电流(Ichg)与Isys和Ilim有以下关系:

Ichg = ilim – lsys.

Ex) Ichg = 0.5A – 1.0A = -0.5A.

上述内容只是对NXE2000充电流程举行了一个简朴的梳理,详细的状态描述及寄存器设置等内容详见NXE2000datasheet。

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焦点板PMU部门就梳理到此,感兴趣的小伙伴可以参考焦点板原理图和NXE2000举行深入的剖析。下面说一下底板的电源架构,以实时若何与焦点板举行配合事情的。

前半部门同样是飞凌常用的过压珍爱电路(若是客户的供电模块已经具备此功效则可以省去该部门电路),后半部门则是xx18独占模拟锂电池供电和真是锂电池供电切换电路。

如下图所示:

从 S5P4418 PMIC充电架构可以看出,DC和USB供电先通过DCDC降为VSYS,再由VSYS给电池充电和给系统供电,其中ILPILM引脚所接的20mΩ为充电电流检测电阻。

现在批量的焦点板拆除了这个电阻,原由于底板接纳的是DCDC模拟电池供电方案,就是说充电部门与电池电源部门均为DCDC降压电路,在使用历程中存在隐患,如客户需要充电或者DC/USB供电方式,而且不需要充电电流检测可以直接焊接0欧姆电阻在R91位置。

底板接纳DCDC举行模拟供电的缘故原由有以下几点:

1、TPS5432有使能端,可以利便举行供电方式的切换

2、DCDC可以利便的举行电压的微调,模拟差别电池电量

3、降低整板功耗

■ 底板U11(空焊)为DC供电时电源入口

■ 底板U5为模拟电池供电电源入口

■ 底板P1(空焊)为真实电池供电电源入口

■ 底板U22为焦点板启动后底板5V电源入口(为防止闩锁效应发生外设上电需晚于CPU上电)

模拟电池供电

底板默认为此方案供电,可实现底板模拟电池通过VBAT给焦点板供电。

真实电池供电
空焊U5,焊接P1口,而且底板需要将R184改为0R电阻,单节锂电池需要毗邻到P1口,如需要使用焦点板PMIC充电功效需要焊接焦点板R910.02R周详电阻,如不需要充电电流检测则可以直接焊接R910R电阻,之后既可使用DC或者USB作为充电口给锂电池充电。

单独DC供电方案
空焊U5,底板将R184改为0R电阻,焊接U11,焦点板需要焊接R910R电阻,既可使用底板DC5V口作为焦点板供电电源。

TipsDC单独供电而且开发板作为device时插拔OTG会造成系统断电重启。若是焦点板使用DC单独供电时,必须将PMIC_ICP、PMIC_ICM引脚接地。

单独USB供电方案
底板需要将R184改为0R电阻,焊接U11,焦点板需要焊接R910R电阻,既可使用底板MICROUSB口作为焦点板供电电源。

Tips

1、现在由于所使用的PMICNXE2000存在BUG,DC单独供电在不接电池的情况下,毗邻USB供电线PMIC会举行供电方式切换,由DC供电切换到USB供电而且造成短暂系统断电!

2、使用VBAT供电时,无论是模拟电池照样真实电池都必须将PMIC_ICP,PMIC_ICM接地,如使用电池充放电电流检测请将PMCI_ICP接到电池负极再串联0.02R电阻后接地(参照底板)。

3、VBAT_THERM为电池过热珍爱引脚,如电池自身有此功效可以直接毗邻,并将底板R8拆除,否则在VBAT供电方式下需要通过10K电阻将此引脚下拉到地。