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电源管理芯片 mc13892 分析

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一粒金砂(高级)

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发表于 2011-2-3 19:12:38 | 显示全部楼层 |阅读模式


        I.MX5x 系列配合使用Freescale的MC13892做为PMIC 。 此处粘贴的原理图以I.MX51 EVK板为例。

 Features   特点

? Battery charger system for wall charging and USB charging  电池充电系统包括座充和USB充电。
? 10 bit ADC for monitoring battery and other inputs, plus a coulomb
counter support module    10 bit ADC 监视电池和其他输入,包括一个库仑计数模块 。
? 4 adjustable output buck converters for direct supply of the
processor core and memory  4路直接给处理器内核和内存供电的可调的降压转换器。
? 12 adjustable output LDOs with internal and external pass devices    12路可调的低压差线性稳压器。
? Boost converter for supplying RGB LEDs   给RGB LEDs供电的升压转换器。
? Serial backlight drivers for displays and keypad, plus RGB LED
drivers  供显示和按键的几路背光驱动
? Power control logic with processor interface and event detection  提供处理器接口和事件检测的电源控制逻辑。
? Real time clock and crystal oscillator circuitry, with coin cell backup 
and support for external secure real time clock on a companion 
system processor IC    实时时钟和晶振电路,可以纽扣电池做后备。
? Touch screen interface    触摸屏接口
? SPI/I2C bus interface for control and register access     SPI/I2C 接口做控制和寄存器读写。
? Two package offerings in 7 x 7 mm and 12 x 12 mm      两种封装方式 7x7mm 和 12x12mm


1.   系统各模块

1.1、电池管理,ADC和触摸屏接口


1.2、降压转换器(Buck Switcher)

SWxIN接入的为BP,即电源。
SW1的输出电压范围为0.6V~1.375,负载电流为1050mA;
SW2,SW3,SW4的输出电压范围为0.6V~1.850,负载电流为800mA;
输出电压可以由寄存器配置输出;


1.3、低压稳压器(LDO Regulator)

[attachimg]144963[/attachimg]

总共有12路,可以选择输出到相应的外部设备中;电压的设置也可以在相应的寄存器中进行配置说明。具体在手册的第7.3章节有详细介绍。


1.4、背光和三色LED
[attachimg]144964[/attachimg]

这里的Datasheet上的输入输出的方向是错误的。
在这里输出电压可以到达26.5V,电流最大输出为60mA。
对于三色LED,每一个LED的电流输出等级为8种,可以配置相关寄存器进行设置。
具体参考手册第11章。

1.5、SPI和I2C接口

[attachimg]144965[/attachimg]

利用SPI/I2C接口可以访问其中的寄存器,进行相应的设置。既可以使用SPI的方式也可以使用I2C的方式。


1.6、逻辑接口和时钟接口
[attachimg]144966[/attachimg]

在上图中可以看到有32k时钟的输入的检测,当外部没有32K时钟源时,则使用内部的32K的时钟。
两路PUMSx来决定了上电的顺序;
MODE引脚决定了MC13892工作在哪种模式下,当接入GROUND,则工作正常的模式下(Normal Mode),当接入VCORE上,则进入了测试模式(Test Mode);
PWRONx来可以作为开关机键使用;
INT引脚是MC13892的中断输出脚;
WDI一般被接入到SW4的引脚上;
RESETBMCU和RESETB分别是MCU的复位引脚和外设的复位引脚;
STANDBY为待机保持引脚;
CLK32K为对外设的32K时钟输出脚;
CLK32KMCU为对MCU的32K的时钟输出脚,前一级的VSRTC是给此32K时钟输出进行供电,CLK32KMCU允许配置是否输出;


2.系统状态

[attachimg]144967[/attachimg]
[attachimg]144968[/attachimg]

2.1、OFF状态

如果提供的BP小于设定的阀值(UVDET),则没有Turn On Event会被接受;
如果提供的BP大于设定的阀值(UVDET),则MC13892的核心电压和RTC开始工作,其余的供电时无效的,此时可以接受一个Turn On Event来离开OFF状态。
Turn On Event主要有下列几种情况:按键(Power Button Press),充电接入(Charger Attach),电池接入(Battery Attach),USB接入(USB Attach),RTC报警(RTC Alarm),系统重启(System Restart)。

2.2、Cold Start状态
在这个状态下,Switchers和Regulators会依次上电来防止电流涌入。当进入此状态,Reset Timer会开始运行,当定时时间到,RESETB和RESETBMCU会从低电平跳变到高电平,此时输入控制脚WDI和STANDBYx会无效的。

2.3、WatchDog状态
在这个状态中,MC13892是完全在SPI的控制之下的,WatchDog Timer会开始运行。当定是时间到,会进入到On的状态,在此时输入控制脚WDI和STANDBYx仍是无效的。

2.4、On状态
MC13892完全可以由SPI来进行控制;WDI必须为高,这里提供的推荐接法为连接到SW4。如果WDI变为低,系统会进入到Off State或者是Cold Start;

2.5、User Off Wait状态
MC13892仍然可以受SPI的控制,进入这种模式需要设置USEROFFSPI位为高就可以进入这种模式。在这个过程中,Wait Timer 会开始运行,当定时时间到,则根据相应的状态位来决定进入User Off 模式还是Memory Hold模式。

2.6、Memory Hold状态
在这个状态下RESETBMCU和RESETB为低,并且CLK32K和CLK32KMCU无效(当然如果DRM被设定了,CLK32KMCU仍然是有效 的)。在这里要设置SW1MHMODE=SW2MHMODE=SW3MHMODE= 0,SW4MHMODE=1;

2.7、User Off状态
RESETB是低,RESETBMCU为高,CLK32k无效,如果CLK32KMCUEN和USEROFFCLK位都被设置了或者是DRM被设定 过,CLK32KMCU则是存在的。在这时SW1UOMODE=SW2UOMODE=SW3UOMODE=SW4UOMODE=1;如果想关闭 Switcher,则对相应的mode bit设置为0。

2.8、Warm Start状态
从此状态恢复,需要等待定时时钟到;

开机过程应该是:当开始的时候,MC13892处于供电的状态,且MC13892对CPU处于断电状 态,此时只是MC13892的核心电压和RTC Module处于正常的工作状态,此时检测电路会监测Power ON/OFF管教电压变化状况,当电压出现一个上升沿,上升沿会自动进行30ms的消抖,此时会把他识别为一个turn on event,从而载入各个Regulator的默认参数,并按照默认的顺序依次启动,间隔为2ms,避免大的涌入电流;

关机过程:Powr ON/OFF键也可以作为关机键,当相应的寄存器位为相关值时,4s钟的按键可以使MC13892给CPU断电,这里要注意在复位寄存器钟相应的值也要修 改,防止在关机之后进入重启模式会导致系统在1s之后重新启动。

图中BP是输入管脚,是整个系统的电源输入脚。 利用ADC来进行对电池电压,电池电流,充电电压,充电电流,ADIN5(可以用来检测电池温度),ADIN6(可以用来检测

SWxIN接入的为BP,即电源。 SW1的输出电压范围为0.6V~1.375,负载电流为1050mA; SW2,SW3,SW4的输出电压范围为0.6V~1.850,负载电流为800mA; 输出电压可以

此帖出自电源技术论坛

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宇宙尘埃

发表于 2011-2-3 20:34:14 | 显示全部楼层
楼主顶你来了,新年快乐

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一粒金砂(中级)

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发表于 2011-2-3 23:48:28 | 显示全部楼层
很详细啊。。。

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裸片初长成(初级)

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发表于 2011-2-4 09:42:14 | 显示全部楼层
看不太懂,来学习了!

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版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2011-2-7 10:08:17 | 显示全部楼层

这么复杂,没非手机上用的?

:P
http://shop34182318.taobao.com/

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