电源电路设计
最后更新于：2022-04-01 23:24:39
#电源部分设计 #
## 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：
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：
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：
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：
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 ###
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 ###
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。
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。
## 一.多层板的电源层设置##
在4层及以上PCB中，通常有两层作为电源层和地层，而不是像双面板那样大面积敷地。
这样设计的好处是：
- 方便走线
- 只要在需要接地或者接电源的地方打过孔即能联通，再也不用绕线连接了~
- 方便控制阻抗
- 对于需要控制阻抗的电路来说，两层板的厚度是很难做到对应的阻抗的，4层板一般0.2mm的PP胶就较容易做到对应阻抗
- 底下有完整的地参考层容易控制阻抗
- 较大的电源平面保证电压的一致性
## Altium Designer下的电源层设置 ##
AD中的层叠管理器设置如下：
电源层和地层都是 **Internal Plane**,即**负片层**，画线的地方是无铜的，所以又被称为电源层分割。
注意打的过孔在负片层会有一段“清空”距离，有时候太密的过孔会截断电源层或地层的回流，
这时就需要调整过孔的分布，或者在规则里减小些这个“清空”距离
最后完成的电源层分割如下，可以看到A13由于有众多电源，整个电源平面被分割得很厉害
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