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i.MX RT1050学习笔记7-Power Supply

小猫爪 南山扫地僧 2022-05-20

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1 前言
今天给大家介绍一篇关于RT1050外部电源设计相关的文章,这篇文章是在csdn上看到的,关于开机时序及遇到常见问题的一些总结,有些问题我这边也遇到过,觉得还不错。

2 与电源相关的引脚

下表列出了RT1050中与Power Supply有关的引脚。
(注:对于A0芯片,DCDC_IN电压域为2.8 V-3.0 V,而对于A1版本及以后的芯片的DCDC_IN,电压域为2.8 V-3.6 V。)
下图列出了其他与RT1050 Power Supply有关的引脚。

3 上电和掉电序列

因为RT1050里面有很多电压源,所以在上电和掉电需要遵循一定的序列(特别是上电)来保证RT1050的正常启动。
下图显示了RT1050的上电和掉电序列。
在对RT1050设计电源时应该严格按照上图显示的上电和掉电序列进行电源设计,下面我们结合NXP的官方DEMO开发板来对这个上电序列进行一个简单的介绍。下图为MIMXRT1050-EVK板子电源设计的结构图(详细原理图大家可以去NXP的官网去获取)。
根据结构图我们可以知道上电过程为:
①当5V输出接入时,SNVS首先通过外部LDO产生的电源先上电
②待SNVS上电稳定后,PMIC_REQ_ON自动置高,使能外部DC/DC电源为其他电源域供电。
③外部DCDC同时输出电源为RC进行充电,这样DCDC_PSWITCH信号则会延迟1ms上电,从而将内部DCDC延迟1ms打开。
④DCDC_OUT输出,为VDD_SOC_IN供电。
⑤ON/OFF按钮用于打开/关闭PMIC_REQ_ON以控制电源模式。
掉电过程我们则是可以通过外部按钮或者看门狗或者普通IO拉低来实现。
(注:对于A0版本芯片,需要用2.8 V-3.0 V电源为SNVS域和DCDC_IN供电,否则片上DCDC模块将无法正常工作。)
4 关于片内DCDC模块
RT1050片内的DCDC模块有效的提高了电源的效率,在使用其过程中我们需要注意一下几点:
  • 外部电感的推荐值约为4.7u-10uH,饱和电流大于1A,ESR小于0.2Ohm;

  • 外部降压电容值总计约33uF,包括DCDC_OUT和VDD_SOC_IN上使用的所有电容;

  • DCDC_PSWITCH相对于DCDC_IN延迟1ms,其目的是等待DCDC_IN稳定,直到DC/DC启动为止;

  • 如果不需要使用内部DCDC而是通过外部电源给VDD_SOC_IN上电的话,仍需要为DCDC_IN供电并将DCDC_PSWITCH接地,同时保持DCDC_LP浮空;

  • 使DC/DC电流环路尽量小,避免EMI问题;

5 特殊引脚的处理

下面列举了一些特殊引脚的处理:
6 RT系列芯片由于电源波动导致芯片卡死的问题
根据目前客户的反馈来说,一般电源状态机在有电源波动的时候容易导致DCDC的状态机锁死,具体原因是因为当出现电源波动时,DCDC_IN的电压在下降到一个阈值(2.6V)会让DCDC关闭,当电压再次恢复到3.3时,这个时候就相当于RT芯片经历一次上电重启,而这种短时间的下电和上电会破坏RT芯片的上电时序,所以会导致RT芯片的DCDC的状态发生错误而锁死。
短时间的下电和上电情况破坏的其实DCDC_PSWICTH的时序,如下图:
DCDC_PSWICTH可以理解成DCDC的开关,或者叫使能引脚,只有当DCDC_PSWICTH为高时,DCDC才打开,开始工作。
正确的时序应该是,当3.3V接到DCDC_IN时(),由于C286的存在,3.3V会给C286充电,导致的结果就是DCDC_PSWICTH拉高的时间会比DCDC_IN延迟2ms左右,这样做的目的是确保DCDC_IN处的实际输入电压达到3.3V稳态,再使能DCDC模块让其工作。
而短时间的下电和上电,因为这两者间隔时间太短,所以在第二阶段上电过程,C286没有来得及放电导致DCDC_PSWITCH的电压为高,而这个时候就会导致DCDC_IN的实际输入电压还没达到DCDC的正常工作电压范围内就提前使能了DCDC模块,这个时候DCDC的状态机就会锁死。

而为了解决这个问题,唯一的做法就是在每一次上电前,都必须保证DCDC_PSWITCH处的电压在0.5V以下,所以在每一次下电后都需要让C286快速放电至0V或者快速将DCDC_PSWITCH拉低到0V。我们一般推荐的做法都是可以加一个三极管或者加一个电压监控芯片来达到这个效果。

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