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Windows11|【干货分享】PMIC电源管理芯片

Windows11|【干货分享】PMIC电源管理芯片
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一、什么是PMIC

PMIC是power management IC的缩写 ， 中文是电源管理集成电路 ， 主要特点是高集成度 ， 将拥传统的多路输出电源封装在一颗芯片内 ， 使得多电源应用场景高效率更高 ， 体积更小 。
在CPU系统中 ， 我们经常用到的PMIC 。 如机顶盒设计 ， 智能语音音箱设计 ， 大型工控设备设计等 。
机顶盒中的PMIC
下面通过芯片AXP152来介绍一下PMIC ， 这是一颗出自芯智汇的高集成度PMIC ， 主要应用于数码相机 ， 机顶盒 ， 网络设备 ， 监控设备等产品 。
二、XP152简介

AXP152是一款高度集成的电源管理IC集成了一个自适应和usb兼容的PWM充电器 ， 四个降压转换器(Buck DC-DC转换器) ， 七个LDO 。 它还具有保护电路 ， 如过压/欠压保护(OVP/UVP) ， 过温保护 ， 过流保护(OCP) ， 保证电源系统的安全性和稳定性 。
AXP152 的封装是5x5 40-pin QFN封装 。 如下图 。
此外 ， AXP152还包括一个两线串行接口(TWSI) ， CPU通过它能够启用/禁用某些功率输出 ， 编程电压以减少功率损耗 ， 从而提供更加完善的电源管理 。
AXP152内部框图
通过上面的结构框图 ， 我们可以看到PMIC内部有个大的逻辑控制单元 ， 所有的DC-DC和大部分LDO受逻辑模块控制 ， 只需要通过配置TWSI接口 ， 更改相应的配置寄存器即可控制DC-DC和LDO的输出 ， 寄存器的配置手册我们可以参考datasheet 。
【Windows11|【干货分享】PMIC电源管理芯片】另外AXP152的TWSI接口的SCK/SDA管脚在芯片内部已经都上拉了 ， 所以主设备（CPU）可以通过这个接口灵活监控和配置 。
三、4路DC-DC和7路LDO

下图是4路DC-DC的对比图 。
4路DC-DC
可以看到4路DC-DC的输出电压都是可调的 ， 可调区间在0.7到3.5V ， 能够满足大部分最小系统的供电需求 ， 如CPU供电是3.3V ， EMMC供3.3V或者1.8V电 ， DDR供1.25到1.35V的电 。 这几组DC-DC都是可以满足的 。
DC-DC1和3的调压精度是50mV/stepDC-DC2和4的调压精度是25mV/step若系统需要较高的电压精度调节 ， 则可以用精度为25mV/step的DC-DC 。
下图是7路LDO的对比图 。
7组LDO
这7组LDO一般供给系统的外设用 ， 如SRAM或PLL供电 ， WiFi蓝牙模块供电 ， 控制电路供电 ， 驱动电路供电 ， 传感器供电 ， 外围接口供电等 ， 输出的电压是0.7V-5V之间 ， 使用的时候主要注意输出电流的大小 ， 功耗相对较大的外设若PMIC的LDO不能满足 ， 应该外接DC-DC或者LDO提供供电 。
这几组LDO中ALDO1/2和GPIOLDO都是低噪声的LDO ， 模拟电路供电应该接到这几路低噪声的LDO 。
四、过载和限流保护

所有的DC-DC和LDO支持自监测和限流功能 ， 当负载电流超过驱动能力时 ， 为了保护内部的电路 ， 所有的输出电压将会降低 。 当DC-DC输出电压低于85%的设定电压时 ， PMIC将会自动关闭 。
五、典型应用
应用框图
应用中 ， 我们通过CPU的I2C接口连接AXP152的TWSI接口 ， 另外需要给使能信号和复位信号 ， 可以看到 ， 对于每一路DC-DC ， 使用时只需要看成是分立的DC-DC去配置就行了 。
输出电容建议使用10uF X7R的低ESR陶瓷电容 ， 当输出电压高于2.5V时 ， 建议用一个3.3uH的功率电感 。 另外 ， 选的电感的饱和电流应该比电路最大的需求电流大50%以上 。

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