LPC55xx：RTC功耗及上电复位问题

小恩GG

LPC55xx：RTC功耗及上电复位问题

1.  现象描述

    RTC作为独立的定时器常用于提供时钟日历，在NXP LPC55xx中，VBAT_PMU是RTC的供电源，如图1。

图1

    在实际工作电路中，如果VBAT_DCDC不加电，只有VBAT_PMU供电的条件下，RTC是可以单独工作的。 也就是说, 此时LPC内核和其他外围设备虽然都不工作了，但RTC仍可以继续运行。

    在这种情况下有两个RTC相关的常见问题，一个是用户认为此时RTC的功耗即为LPC的功耗，测量才发现LPC的实际功耗比数据手册里RTC的标称功耗值大挺多，不明其因。

    另一个常见问题，在VBAT_PMU持续供电的条件下，VBAT_DCDC一上电RTC就被复位，以前的计数全部清空，这是我们不希望看到的。

    以下对这两个现象分别进行说明。

2.    问题分析和解决方法

    2.1 LPC实际功耗与数据手册值差异较大原因

    在数据手册中，例如在深度掉电模式下单独测量RTC模块时，RTC电流平均标称值为590nA，最大值750nA。

图2

    但在仅有VBAT_PMU持续供电的条件下，测量板子电流值比RTC电流标称大数倍。用户想用VBAT_PMU仅给RTC供电，但事实上VBAT_PMU通过内部LDO给RTC，FRO，电源管理和内部模拟部件等提供电源。故测量VBAT_PMU所得的电流值为ALWAYS-ON电源域中多个模块功耗总和，RTC仅为其中之一。下图中标红的模块均由ALWAYS-ON电源域供电。数据手册上的标称值仅为RTC模块消耗的电流，故无法通过测量VBAT_PMU得到RTC的实际电流消耗。

图3

    此外，VBAT_PMU 采用 LDO 降压电路，LDO 本身就比 DCDC 更耗电。所以即使关掉VBAT_BAT仅保留VBAT_PMU，我们也很难获得极低的电流。

    2.2 LPC重新上电后导致RTC复位的原因

    VBAT_DCDC上电产生的POR复位导致RTC上电复位。

    根据用户手册，Always On域复位或唤醒时，各模块复位状态如下表。

    “Rst”表示对应模块被相应的复位源复位，“Act”表示该模块持续运行不受复位源的影响。

    LPC在重新上电时进行POR复位，由表可知POR触发RTC复位。对于RTC，表现在原有计数器数值清空，又恢复到初始化状态。

图4

    因此，若希望RTC保持连续的计数状态我提供两种解决方法：

    -  改用外挂RTC时钟，给外挂RTC单独供电

    -  改用其他低功耗模式（如Power Down）取代关机模式，低功耗模式唤醒不复位RTC

小结：

    通过测量VBAT_PMU管脚得到的功耗值由整个Always On电源域产生，并非只是RTC的功耗值，而是Always On电源域所有组件产生的总体功耗，因此实际值总是高于数据手册上关于RTC功耗的标称值。

    若想在待机状态下减小功耗，不建议将主电源完全断掉，而是将芯片设置为低功耗模式（如Power Down模式），此方法可以解决RTC的POR复位问题。这不仅适用于LPC55xx系列，对于 LPC43xx、LPC54xx等同样适用，具体请参考对应芯片的使用手册。

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jobszheng5

这个文档说明了：手册里面的标称的数据，实际用户是无法测量到的。

小恩GG

jobszheng5 发表于 2022-6-20 10:49
这个文档说明了：手册里面的标称的数据，实际用户是无法测量到的。

如文中所述，我们有部分用户认为 VBAT_PMU只给RTC供电，而外在表现也是如此。如果用不正确的概念解读手册，做电路设计，选择电池，后期就存在文中的问题。
文章用于澄清一些常见的客户问题，仅此而已。