电源电路设计

一. A13电源引脚介绍

这里我们先找A13的主要电源引脚,也就是datasheet中标识为Power的引脚,用excel筛选下可得:

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简单说下各电源的用处

电源 用途
VCC IO口电源
AVCC 模拟电路电源
VDD_CPU CPU内核电压
VDD_INT Interrupt Power 中断电源?
VCC_DRAM 内存电源
V33_HP 耳机电源
V33_USB USB电源

查阅手册可知它们的参考范围:

../_images/2.power.jpg

把板子上所有的电源按电压分类:

电压(V) 电源名 备注
5 DC输入电压 -
4.2 锂电池供电 -
3.3 VCC,V33_HP,V33_USB -
2.7~3.3 AVCC 为模拟键盘等供电
2.8 摄像头电源 工作电流约20mA
1.3/1.8 摄像头内核电压 -
1.5 VCC_DRAM 最大工作电流IDD5B=200mA
1.1~1.4 VDD_CPU 不同电压对应不同主频
1.2 VDD_INT -

可见板子上需要的电压种类比较多,如何生成、管理这些电源是个问题。

二. AXP209介绍及电源树设计

AXP209 是专为全志A10/13/20等主控配备的电源管理芯片(PMU),管脚如下图所示:

../_images/3.power.jpg

具体功能可以查看它的datasheet,简而言之,它提供以下功能:

功能 参数
DC-DC2 0.7~2.275V可调,1.6A max
DC-DC3 0.7~3.5V可调,1.2A max
LDO1 3.3V,30mA
LDO2 1.8~3.3V可调,200mA max
LDO3 0.7~3.3V可调,200mA max
LDO4 1.8~3.3V可调, 200mA max
LDO5 1.8~3.3V可调, 50mA max(不常用)
锂电池充电 1.8A max,可指示,内建库仑计
系统管理 支持软硬复位/关机等
管理接口 I2C

充分利用AXP209的电源接口,设计电源树如下:

../_images/4.power.jpg

最终还是基本按照官方设计来的,使用了很多外置DCDC。:

因为之前将VDD_CPU和VDD_INT合并,DCDC3作为DRAM电源的设定,需要将设置PMU电压调整到 **boot0中进行** ,
而 **原boot0并没有进行PMU操作就直接进行DRAM的初始化,将会导致boot失败** 。

三. 电源部分原理图设计

AXP209 部分设计

../_images/5.power.jpg

从原理图上按顺序(U字形)分析各个引脚:

  1. TS:温度传感引脚,可以接热敏电阻,不用时接普通100欧电阻
  2. PS,ACIN,VBUS 分别是IPSOUT输出,DC输入,usb otg的电源输入,如果没有DC输入,则直接短接它和USB_VBUS
  3. EP 就是底部散热焊盘
  4. CHGLED 是充电指示,BACKUP可以接后备电池
  5. VINT 是内部2.5V逻辑电压,可以用来设置LDO,DCDC的开机默认电压
  6. 中间一堆稳压滤波电容保证内部参考电压稳定
  7. EXTEN 用来管理外部DCDC芯片的使能
  8. POWERON 开机键,动作逻辑见datasheet
  9. SCK/SDA,AXP209通过TWI0来被A13管理
  10. A13的NMI接AXP209的中断引脚 IRQ (电源中断优先级相对最高的),A13的RST引脚接 PWROK,即AXP209完成电源系统的启动后 启动A13
  11. 往上就是一堆LDO的稳压电容
  12. 再往上是3路DCDC的外部电路,都是BUCK降压型DCDC ,参数使用datasheet推荐的参数。
  13. DCDC1是锂电池管理部分,其中采样电阻 30毫欧,一般封装在0805以上。

外部DCDC设计

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3.3V输出和1.5V输出均是buck降压电路,5V输出为boost升压电路,按典型应用电路设计即可。

../_images/7.power.jpg

背光电路使用PT4101,可支持2~8颗 LED串联,典型20mA恒流驱动。

这里使用PB10作为使能,PB2的PWM作为调光。