攻城狮解析丨开发板电源架构解析之OK4418-C(下)
上一期对《OKMX6UL-C开发板底板电源架构》进行了分析,相信对用户是有一定的帮助的。这一期准备对同样有点复杂的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:
❶ ADP供电,通过J1(电源插座)供入底板,经过U11(FDS4435)直接供给核心板PMIC。
❷ USB供电,由OTG接口直接供给核心板PMIC。
❸ VBAT供电,由锂电池供给核心板PMIC。
▲核心板PMIC(NXE2000)锂电池充电框图
AC适配器充电过程
当ADPDET检测到VADPA/VADP1/VADP2引脚有电源输入,此时PMU进入ChargeReady 并且开始调节VSYS输出。在检测到电池有连接的时候,PMU进入TrickleCharge。
在TrickleCharge(涓流充电)模式下,PMU开始定时40分钟,并且以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。如果在40分钟内电池电压到达良好电压,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节VSYS输出。
USB充电过程
当USBDET检测到VUSBA/VUSB有电源输入时,PMU进入ChargeReady状态并且开始调节VSYS输出。
在检测到有电池连接后,PMU进入TrickleCharge。
在TrickleCharge(涓流充电)模式下,PMU开始定时40分钟,并且以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。
如果在40分钟内电池电压到达良好电压,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会与外部检测功能相结合,并且该结果会控制充电限制电流。
当暂停请求建立,PMU会将状态改变为暂停模式,停止给电池充电并且从电池提供电压(放电)。当暂停请求结束后,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。如果Systemload current(Isys)(系统负载电流)低于限定电流(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.
如果Isys大于Ilim,此时PMU进入峰值辅助模式并且停止充电,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充电流程进行了一个简单的梳理,具体的状态描述及寄存器设置等内容详见NXE2000datasheet。
核心板PMU部分就梳理到此,感兴趣的小伙伴可以参考核心板原理图和NXE2000进行深入的分析。下面说一下底板的电源架构,以及时如何与核心板进行配合工作的。
前半部分同样是飞凌常用的过压保护电路(如果客户的供电模块已经具备此功能则可以省去该部分电路),后半部分则是xx18独有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。
目前批量的核心板拆除了这个电阻,原因为底板采用的是DCDC模拟电池供电方案,就是说充电部分与电池电源部分均为DCDC降压电路,在使用过程中存在隐患,如客户需要充电或者DC/USB供电方式,并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。
底板采用DCDC进行模拟供电的原因有以下几点:
1、TPS5432有使能端,可以方便进行供电方式的切换
2、DCDC可以方便的进行电压的微调,模拟不同电池电量
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为核心板启动后底板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给核心板供电。
真实电池供电
空焊U5,焊接P1口,并且底板需要将R184改为0R电阻,单节锂电池需要连接到P1口,如需要使用核心板PMIC充电功能需要焊接核心板R910.02R精密电阻,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,核心板需要焊接R910R电阻,既可使用底板DC5V口作为核心板供电电源。
TipsDC单独供电并且开发板作为device时插拔OTG会造成系统断电重启。如果核心板使用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,核心板需要焊接R910R电阻,既可使用底板MICROUSB口作为核心板供电电源。
Tips
1、目前由于所使用的PMICNXE2000存在BUG,DC单独供电在不接电池的情况下,连接USB供电线PMIC会进行供电方式切换,由DC供电切换到USB供电并且造成短暂系统断电!
2、使用VBAT供电时,无论是模拟电池还是真实电池都必须将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为电池过热保护引脚,如电池自身有此功能可以直接连接,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。
相关产品 >
-
OK4418/6818-C开发板
飞凌提供S5P4418/s5p6818,S5P4418/s5p6818开发板,4418/6818开发板,s5p4418/s5p6818开发板解决方案,S5p4418/s5p6818多媒体解决方案,s5p4418硬件解决方案,更多S5P4418/s5p6818方案敬请联系飞凌嵌入式。Cortex-A9 四核S5P4418/6818 支持Android5.1.1,Linux3.4.39、QT4.8.6等系统 了解详情 -
OKT507-C 开发板
CPU: T507 工业级处理器,超低功耗,10年+生命周期|推荐全志工业级T507开发板系列,飞凌OKT507-C开发板采用全志T507 四核工业级处理器 T507设计开发,Cortex-A53架构,工业级宽温,性能强,低功耗,是一款高性价比的工业级产品,提供丰富的开发设计资料,提供产品规格书,软硬件手册等,全志的T507适用于车载电子、电力、医疗、工业控制、物联网、智能终端等领域。
了解详情 -
OK3568-C开发板
强而稳,国产芯,1Tops算力,多路高速接口|飞凌RK3568系列RK3568开发板基于国产工业级AI处理器RK3568四核64位Cortex-A55 处理器设计。RK3568作为国产化高性能处理器,瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SoC,瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SoC,NPU达到1Tops,飞凌RK3568系列核心板提供瑞芯微RK3568规格书_datasheet_数据手册_原理图等,
-
OK62xx-C开发板
AM62x 开发板是围绕飞凌AM62x核心板设计的独立测试和开发平台。AM62x处理器由四核64位Arm -Cortex -A53微处理器 和Cortex-M4F组成。AM62x开发板整板工业级设计,并在开发过程中进行严苛的环境温度测试、压力测试、长期稳定性运行测试,使AM62x可在各种严苛环境稳定运行 了解详情