探索XR77128EVB-DEMO-1：通用PMIC四输出数字PWM/PFM演示板

在电子设计领域，电源管理是至关重要的一环。今天，我们来深入了解一款强大的电源管理解决方案——XR77128EVB - DEMO - 1通用PMIC四输出数字PWM/PFM演示板。

文件下载：XR77128EVB-DEMO-1.pdf

一、概述

XR77128EVB - DEMO - 1是一个完整的四通道电源系统。它可以分别提供3.3V、2.5V、1.5V和1V的输出，最大负载电流分别为3A、3A、5A和10A。其中，1.5V和1V电源可按2.5mV增量调节，2.5V电源按5mV增量调节，3.3V电源按10mV增量调节。每个电源的启动顺序和斜坡速率都可以编程，以满足任何时序要求。所有电源操作都可以通过I2C接口进行控制，同时还能监控故障、输出电压和电流。此外，该板还提供两个GPIO和三个PSIO信号，可进行编程以实现各种功能，未使用的GPIO/PSIO引脚还能作为微控制器的I/O扩展。该板由PowerArchitectTM 5.2或更高版本支持，可直接插入转接板，作为与Arduino控制器或Exar的XCM的接口。

二、特性亮点

1. 可编程控制器

XR77128可编程控制器为电源管理带来了极大的灵活性。通过编程，我们可以根据具体需求调整电源的输出参数，满足不同应用场景的要求。

2. 四通道电源系统

四个独立的输出通道，能够同时为多个不同电压需求的设备供电，提高了系统的集成度和效率。

3. 宽输入电压范围

输入电压范围为5.5V - 25V，这使得该演示板可以适应多种电源输入，具有更广泛的应用场景。

4. I2C接口

I2C接口提供了强大的功能，包括编程、远程重新配置、监控和控制。通过I2C接口，我们可以方便地对电源进行设置和调整，实现远程管理。

5. Arduino GPIO、PSIO和ENABLE控制

与Arduino控制器的结合，使得我们可以利用Arduino的强大功能对电源进行动态控制，增加了系统的可扩展性和灵活性。

三、引脚配置

XR77128的引脚配置丰富多样，每个引脚都有其特定的功能。例如：

• LDOOUT（引脚1）：备用LDO的输出，需要进行配置或命令才能开启。
• AGND（引脚2）：模拟接地引脚，是小信号接地连接。
• CPLL（引脚3）：需连接一个2.2nF的电容到地。
• AVDD（引脚4）：内部1.8V LDO的输出，应在AVDD和AGND之间靠近芯片处放置去耦电容。
• VOUT1 - VOUT4（引脚5 - 8）：连接到相应功率级的输出，每个开关周期至少采样一次输出。

这些引脚的合理配置是保证演示板正常工作的关键，工程师们在设计时需要仔细考虑每个引脚的连接和功能。

四、使用说明

1. 输入电压范围

该演示板的输入电压范围为5.5V - 25V，电源组件针对12V输入轨进行了优化。当输入电压不是12V时，建议使用PowerArchitectTM 5.2评估系统性能。

2. I2C接口

XR77128可编程电源控制器采用标准I2C接口。虽然I2C信号可以通过在R25和R26位置安装电阻上拉到板上的LDO5，但默认情况下，I2C总线信号在控制器接口板（XR77EVB - INT - 1）上被上拉。

3. 操作步骤

• 硬件连接：将XR77128EVB - DEMO - 1评估板和Arduino板插入控制器接口板。
• 软件加载：加载最新的PowerArchitectTM 5软件并运行，选择合适的芯片家族和设备（XR77128），然后选择“Get Started with the EVB - DEMO1”选项，点击“Create”，软件将自动加载默认配置。
• 供电：可以使用AC/DC壁式电源（输出电压必须在5.5V - 25V范围内）连接到桶形连接器，或使用测试台直流电源（电压必须在5.5V - 25V范围内）连接到VIN连接器为板供电。
• 通信设置：使用USB电缆连接计算机和Arduino控制器板，在PA 5.2的Tools选项卡中选择Boards，软件将识别Arduino控制器板的通信端口，选择相应端口即可实现通信。

  4. 调节与控制

• 通道调节：在PA 5.2的Tools选项卡中选择Dashboard，打开Group 1和Group 2，将通道1和2分为Group 1，通道3和4分为Group 2，此时通道将进入调节状态。也可以根据需要单独打开通道。
• GPIO和PSIO接口：可以在仪表板中通过Arduino控制器动态控制GPIOs、PSIOs和ENABLE。默认情况下，ENABLE信号连接到Arduino控制器板，Arduino可以将ENABLE引脚拉低使XR77128进入关机模式，释放该引脚则启用设备。如果需要让ENABLE引脚浮空，应移除JP2处的跳线。PSIOs默认未上拉，如果需要上拉到LDO5，需要在R27、R28、R30位置安装电阻。

五、连接与通信

1. 评估板连接

测试台直流电源的VIN和连接到输出的仪器可以按照图示方式连接到XR77128EVB - DEMO - 1板。

2. 接口板连接

接口板XR77EVB - INT - 1的主要任务是提供Arduino控制器板和EVB之间的接口，还可以使用10线带状电缆连接XCM和EVB。

3. 使用XCM通信

可以使用XCM（固件版本v62）与XR77128EVB - DEMO - 1板进行通信。如果有接口板，可按以下步骤操作：

• 确保没有Arduino控制器板连接到接口板。
• 移除JP6和JP7处的I2C上拉跳线。
• 如果有10线带状电缆，将XCM连接到接口板；如果没有，使用3线连接XCM的JP4引脚1 - 3到接口板的测试点T23（SCL）、T24（GND）和T25（SDA）。
• 使用XCM上的I2C上拉电阻。
• 连接接口板和评估板。

也可以直接将XCM连接到评估板，使用3线连接XCM的JP4引脚1 - 3到评估板的P3连接器、接口板的引脚8（GND）、引脚9（SDA）和引脚10（SCL）。

六、物料清单与布局

1. 物料清单

评估板和接口板都有详细的物料清单，包括各种电容、电阻、电感、MOSFET、连接器等组件。这些组件的选择和使用对于演示板的性能至关重要。

2. 布局

评估板的布局包括顶层、底层、中间层1和信号接地平面等。合理的布局可以减少干扰，提高电源的稳定性和性能。

总结

XR77128EVB - DEMO - 1通用PMIC四输出数字PWM/PFM演示板是一款功能强大、灵活性高的电源管理解决方案。它的多通道输出、宽输入电压范围、I2C接口以及与Arduino控制器的结合，为电子工程师提供了丰富的设计选择。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理配置引脚、调节参数，并注意连接和通信的设置。你在使用类似电源管理演示板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。