攻城獅解析丨開發(fā)板電源架構(gòu)解析之OK4418-C(下)

原創(chuàng) 2020-03-07 14:48:00 S5P4418

上一期對(duì)OKMX6UL-C開發(fā)板板電源架構(gòu)》進(jìn)行了分析,相信對(duì)用戶是有一定的幫助的。這一期準(zhǔn)備對(duì)同樣有點(diǎn)復(fù)雜的OKxx18_C的電源架構(gòu)做一個(gè)詳細(xì)的梳理。

我們要知道飛凌S5P4418/688系列 FETxx18核心板 支持以下三種供電方式:

? ADP供電,通過J1(電源插座)供入底板,經(jīng)過U11(FDS4435)直接供給核心板PMIC。

? USB供電,由OTG接口直接供給核心板PMIC。

? VBAT供電,由鋰電池供給核心板PMIC。


 

▲核心板PMIC(NXE2000)鋰電池充電框圖

AC適配器充電過程

當(dāng)ADPDET檢測(cè)到VADPA/VADP1/VADP2引腳有電源輸入,此時(shí)PMU進(jìn)入ChargeReady 并且開始調(diào)節(jié)VSYS輸出。在檢測(cè)到電池有連接的時(shí)候,PMU進(jìn)入TrickleCharge。

在TrickleCharge(涓流充電)模式下,PMU開始定時(shí)40分鐘,并且以40mA電流給無電電池充電或者以85mA電流給電量不足電池充電。如果在40分鐘內(nèi)電池電壓到達(dá)良好電壓,這時(shí)PMU改變狀態(tài),從TrickleCharge轉(zhuǎn)為RapidCharge(快速充電)。

電池電壓和電池電流的關(guān)系如下圖所示。充電電流、限制電流、VSYS電壓和電池充滿電電壓是可以設(shè)置的。


 

PMU也可以在沒有電池的情況下調(diào)節(jié)VSYS輸出。

 

USB充電過程

當(dāng)USBDET檢測(cè)到VUSBA/VUSB有電源輸入時(shí),PMU進(jìn)入ChargeReady狀態(tài)并且開始調(diào)節(jié)VSYS輸出。

在檢測(cè)到有電池連接后,PMU進(jìn)入TrickleCharge。

在TrickleCharge(涓流充電)模式下,PMU開始定時(shí)40分鐘,并且以40mA電流給無電電池充電或者以85mA電流給電量不足電池充電。

如果在40分鐘內(nèi)電池電壓到達(dá)良好電壓,這時(shí)PMU改變狀態(tài),從TrickleCharge轉(zhuǎn)為RapidCharge(快速充電)。

電池電壓和電池電流的關(guān)系如下圖所示。充電電流、限制電流、VSYS電壓和電池充滿電電壓是可以設(shè)置的。

PMU會(huì)與外部檢測(cè)功能相結(jié)合,并且該結(jié)果會(huì)控制充電限制電流。


wps25.png

 

當(dāng)暫停請(qǐng)求建立,PMU會(huì)將狀態(tài)改變?yōu)闀和DJ?,停止給電池充電并且從電池提供電壓(放電)。當(dāng)暫停請(qǐng)求結(jié)束后,PMU將狀態(tài)改變?yōu)镃hargeReady,重新對(duì)電池充電。


wps26.png

 

峰值輔助模式

當(dāng)VSYS從ADP引腳和USB引腳供電時(shí),PMU支持峰值輔助模式。如果Systemload current(Isys)(系統(tǒng)負(fù)載電流)低于限定電流(Ilim),給電池充電電流(Ichg)與Ilim和Isys有以下關(guān)系:

 Ichg = Ilim – Isys. 

 Ex) Ichg = 0.5A – 0.25A = 0.25A. 


wps27.png

 

如果Isys大于Ilim,此時(shí)PMU進(jìn)入峰值輔助模式并且停止充電,電池通過內(nèi)部MOSFET對(duì)VSYS放電。電池放電電流(Ichg)與Isys和Ilim有以下關(guān)系:

 Ichg = ilim – lsys. 

 Ex) Ichg = 0.5A – 1.0A = -0.5A. 


wps28.png

 

上述內(nèi)容只是對(duì)NXE2000充電流程進(jìn)行了一個(gè)簡單的梳理,具體的狀態(tài)描述及寄存器設(shè)置等內(nèi)容詳見NXE2000datasheet。

核心板PMU部分就梳理到此,感興趣的小伙伴可以參考核心板原理圖和NXE2000進(jìn)行深入的分析。下面說一下底板的電源架構(gòu),以及時(shí)如何與核心板進(jìn)行配合工作的。

前半部分同樣是飛凌常用的過壓保護(hù)電路(如果客戶的供電模塊已經(jīng)具備此功能則可以省去該部分電路),后半部分則是xx18獨(dú)有模擬鋰電池供電和真是鋰電池供電切換電路。

如下圖所示:

wps29.jpg

 

 

 

 S5P4418 PMIC充電架構(gòu)可以看出,DC和USB供電先通過DCDC降為VSYS,再由VSYS給電池充電和給系統(tǒng)供電,其中ILPILM引腳所接的20mΩ為充電電流檢測(cè)電阻。

目前批量的核心板拆除了這個(gè)電阻,原因?yàn)榈装宀捎玫氖荄CDC模擬電池供電方案,就是說充電部分與電池電源部分均為DCDC降壓電路,在使用過程中存在隱患,如客戶需要充電或者DC/USB供電方式,并且不需要充電電流檢測(cè)可以直接焊接0歐姆電阻在R91位置。

wps32.png

 

底板采用DCDC進(jìn)行模擬供電的原因有以下幾點(diǎn):

1、TPS5432有使能端,可以方便進(jìn)行供電方式的切換

2、DCDC可以方便的進(jìn)行電壓的微調(diào),模擬不同電池電量

3、降低整板功耗

 

■ 底板U11(空焊)為DC供電時(shí)電源入口

■ 底板U5為模擬電池供電電源入口

■ 底板P1(空焊)為真實(shí)電池供電電源入口

■ 底板U22為核心板啟動(dòng)后底板5V電源入口(為防止閂鎖效應(yīng)發(fā)生外設(shè)上電需晚于CPU上電)

模擬電池供電

底板默認(rèn)為此方案供電,可實(shí)現(xiàn)底板模擬電池通過VBAT給核心板供電。 

真實(shí)電池供電

空焊U5,焊接P1口,并且底板需要將R184改為0R電阻,單節(jié)鋰電池需要連接到P1口,如需要使用核心板PMIC充電功能需要焊接核心板R910.02R精密電阻,如不需要充電電流檢測(cè)則可以直接焊接R910R電阻,之后既可使用DC或者USB作為充電口給鋰電池充電。 

單獨(dú)DC供電方案

空焊U5,底板將R184改為0R電阻,焊接U11,核心板需要焊接R910R電阻,既可使用底板DC5V口作為核心板供電電源。

TipsDC單獨(dú)供電并且開發(fā)板作為device時(shí)插拔OTG會(huì)造成系統(tǒng)斷電重啟。如果核心板使用DC單獨(dú)供電時(shí),必須將PMIC_ICP、PMIC_ICM引腳接地。 

單獨(dú)USB供電方案

底板需要將R184改為0R電阻,焊接U11,核心板需要焊接R910R電阻,既可使用底板MICROUSB口作為核心板供電電源。


Tips

1、目前由于所使用的PMICNXE2000存在BUG,DC單獨(dú)供電在不接電池的情況下,連接USB供電線PMIC會(huì)進(jìn)行供電方式切換,由DC供電切換到USB供電并且造成短暫系統(tǒng)斷電!

2、使用VBAT供電時(shí),無論是模擬電池還是真實(shí)電池都必須將PMIC_ICP,PMIC_ICM接地,如使用電池充放電電流檢測(cè)請(qǐng)將PMCI_ICP接到電池負(fù)極再串聯(lián)0.02R電阻后接地(參照底板)。

3、VBAT_THERM為電池過熱保護(hù)引腳,如電池自身有此功能可以直接連接,并將底板R8拆除,否則在VBAT供電方式下需要通過10K電阻將此引腳下拉到地。

 


相關(guān)產(chǎn)品 >

  • OK4418/6818-C開發(fā)板

    飛凌提供S5P4418/s5p6818,S5P4418/s5p6818開發(fā)板,4418/6818開發(fā)板,s5p4418/s5p6818開發(fā)板解決方案,S5p4418/s5p6818多媒體解決方案,s5p4418硬件解決方案,更多S5P4418/s5p6818方案敬請(qǐng)聯(lián)系飛凌嵌入式。Cortex-A9 四核S5P4418/6818 支持Android5.1.1,Linux3.4.39、QT4.8.6等系統(tǒng) 了解詳情
    OK4418/6818-C開發(fā)板
  • OKT507-C 開發(fā)板

    CPU: T507 工業(yè)級(jí)處理器,超低功耗,10年+生命周期|推薦全志工業(yè)級(jí)T507開發(fā)板系列,飛凌OKT507-C開發(fā)板采用全志T507 四核工業(yè)級(jí)處理器 T507設(shè)計(jì)開發(fā),Cortex-A53架構(gòu),工業(yè)級(jí)寬溫,性能強(qiáng),低功耗,是一款高性價(jià)比的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品,提供豐富的開發(fā)設(shè)計(jì)資料,提供產(chǎn)品規(guī)格書,軟硬件手冊(cè)等,全志的T507適用于車載電子、電力、醫(yī)療、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能終端等領(lǐng)域。

    了解詳情
    OKT507-C 開發(fā)板
  • OK3568-C開發(fā)板

    強(qiáng)而穩(wěn),國產(chǎn)芯,1Tops算力,多路高速接口|飛凌RK3568系列RK3568開發(fā)板基于國產(chǎn)工業(yè)級(jí)AI處理器RK3568四核64位Cortex-A55 處理器設(shè)計(jì)。RK3568作為國產(chǎn)化高性能處理器,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達(dá)到1Tops,飛凌RK3568系列核心板提供瑞芯微RK3568規(guī)格書_datasheet_數(shù)據(jù)手冊(cè)_原理圖等,


    了解詳情
    OK3568-C開發(fā)板
  • OK62xx-C開發(fā)板

    AM62x 開發(fā)板是圍繞飛凌AM62x核心板設(shè)計(jì)的獨(dú)立測(cè)試和開發(fā)平臺(tái)。AM62x處理器由四核64位Arm -Cortex -A53微處理器 和Cortex-M4F組成。AM62x開發(fā)板整板工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì),并在開發(fā)過程中進(jìn)行嚴(yán)苛的環(huán)境溫度測(cè)試、壓力測(cè)試、長期穩(wěn)定性運(yùn)行測(cè)試,使AM62x可在各種嚴(yán)苛環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行 了解詳情
    OK62xx-C開發(fā)板

推薦閱讀 換一批 換一批