Nordic nPM1300 EK评估套件有两个主要的功能就是充电管理和电源输出,这些都是可控的。开发板上一共有两个USB接口,其中一个用于调试,一个用于给整个PMIC及其配套系统供电,首先,我们需要利用两根USB-C接口线来确保设备的电源供应。其中一根线专门负责为开发板提供稳定的电压,确保其在工作过程中能够保持稳定的性能;而另一根线则负责为nPM controller部分供电,通过I2C接口,经过nPM controller转换,以实现信号的传递和通信功能。需要注意的是,如果供电不足或缺失,那么无论我们如何尝试进行调试,都是徒劳无功的,是找不到PMIC的。因此,确保设备的电源供应充足且稳定,是进行任何调试工作的前提和基础。
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       在连接好开发板后先测试一下开发板各部分电压,测量过程极为简便,仅需逐一测量预设的测试点电压值,得益于已经精心设计的GND和各类电压测试端子,整个测量流程变得轻松自如:
              VBUS:5.18V
              VSYS此时等于VBUS:5.18V
              Vout2:2.96V(硬件初始启动RSET2连接150K,为3.0V)
              Vout1:1.75V(硬件初始启动RSET1连接47K,为1.8V)
设备连接:
       启动nPM PowerUp软件,选择设备(如果正确连接,可以发现设备,目前只有一款开发板,不知道能不能多个同时识别):
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       更新固件,估计首次连接都需要,优化还是比较及时的:
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输出控制:
       从系统框图中,我们可以清晰地观察到SYSREG对VBUS的输入输出,包括VBUSOUT和VSYS,同时还具备两个LDO和两个BULK组件,即BULK1和BULK2。BULK组件与P4和P5引脚相关联,用户可以根据实际需求通过万用表方便地测试电压值。在默认配置下,LDO使用BULK的输出作为输入,在P15的位置,相关引脚都是短接的,而P16的引脚则是断开的。如果用户希望使用外部电源输入,可以简单地执行以下步骤:首先,将P15位置的所有短接断开,接着将P16位置的引脚全部短接,最后将电压范围在2.6至5.5V之间的外部电源连接到P8的1和2引脚。
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       在这个界面,可以实现UCK和LDO的全方位控制。其中,BUCK控制模式独具特色,它支持PFM和PWM两种模式,确保在各种负载电流下都能实现最优效率。在自动模式下,当负载电流较低时,系统会自动选择PFM模式;而一旦负载电流上升到一定程度,它又会智能地切换到PWM模式。当然还可以根据需求,通过特定的GPIO配置来关闭PWM模式。不仅如此,开关控制同样支持通过特定GPIO进行灵活操作。只需简单配置,即可通过按键轻松实现开启与关闭功能。请注意,控制引脚在低电平时为关闭状态,而在高电平时则为开启状态。在实际测试中,当按下按键GPIO1时,BUCK1便会顺利关闭。
       这一切功能的实现都离不开GPIO的配置,为确保上述控制功能的正常运行,需要将相应的GPIO设置为输入模式。通过这一设置,可以轻松驾驭UCK和LDO的控制,实现高效且便捷的电源管理。
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       GPIO配置有很多模式选择,也可以配置上拉下拉情况,开漏模式等等,最大支持6mA电流。
LED功能
       对于一些异常状态,该芯片进行了状态的输出以方便进行指示,目前包括3个状态,包括充电,错误、Host,这三个状态都可以随意配置到3个LED引脚。
充电控制
       这个功能堪称本芯片的核心亮点,其充电界面设计得极为周全,涵盖了所有与充电相关的设置参数,可谓是一应俱全。更令人惊喜的是,它甚至具备为过放电池充电的能力,这意味着它能够挽救那些濒临报废的电池,赋予它们新的生命力。对于低容量的电池,该功能还提供了电流限制功能,确保充电过程更加安全、稳定。同时,NTC测量也支持通过修改实际使用电阻进行精准修正,为用户提供了更为灵活的操作空间。在充电过程的管理控制方面,这个界面同样表现得相当出色。用户可以在此进行各种配置,实现对电池充电过程的全面掌控。
       本次我们特意选用了一个久置未用的小电池进行测试,其容量约为400mAh。由于连接的座子尺寸较小,我们采用了杜邦接头进行连接。值得注意的是,如果没有NTC,则需要将P3的2和3进行短接,以接入一个固定的10k电阻,否则无法正常充电。
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       我们接入电池再看一下:
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       3.7V单节锂电池的充电电压一般小于4.2V,本次选择4.15V,200mA的充电设置状态:
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       可以看到实时电压,充电电流检测都很及时准确,而且还有充满时间的预测,这里需要注意一下,在使用充电功能之前需要选择电池模型:
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       否则应用的模型不正确也会导致后续的测量判断出现较大误差。
       可以在GRAPH界面查看电池的实时监控曲线:
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       可以看到充电电流稳定,电池容量上升平稳,由于没有带NTC的电池,还是比较遗憾的。
小结:
       受限于当前配套开发板的条件,我们仅能进行核心功能的测试。尽管如此,这一测试已足以充分展示开发板的主要特性。它允许通过软件定义配置各轨输出电压,并实时采集电压和电流数据,从而实现了智能电源管理功能。此外,这款开发板的设计十分人性化,它将所有引脚都引出,并配备了多样化的接口,方便用户根据需求选择适合的采样电阻进行电流检测。这款开发板的主要功能在于实现对外接设备的精准测量与高效管理,尤其适用于便携式充电设备供电的产品供电和管理。它凭借出色的性能和灵活的配置选项,为用户提供了更加便捷、智能的电源管理体验。