MCX N系列之电源管理

NXP管管

MCX N系列之电源管理

前言
在前几篇文章中，小编已经带大家认识了MCX N23系列以及FRDM-MCXN236评估板。
1. 隆重介绍MCX N家族又一颗新星！
2. FRDM-MCXN236惊喜上线


今天小编将给大家揭秘MCX N系列在电源管理方面的卓越性能。电源管理对于硬件设计的优化以及低功耗应用的实现至关重要，因此，深入了解MCX N系列的电源管理机制对于开发者而言意义非凡。同时小编也列举了一些硬件设计时的注意事项，本篇文章适用于MCX N94/54以及MCX N23系列MCU。
电源架构


图1展示了MCX N系列的电源域以及供电电压。

图1. MCX N系列的电源域和供电电压

从图1中可以看出，MCX N系列有8个独立的电源域，下表中列出了这些电源域以及它们支持的供电电压范围。
Table 1. Power domain operating requirements

小编在这里提醒大家在进行硬件设计的时候，一定要严格按照表1中的要求来进行，尤其是对于HLQFP100封装，因为在这个封装上，有一些电源引脚是内部连接在一起的，并没引出来。


电源配置


从表1中可以看出不同的电源域可能支持不同的供电电压，这里小编给介绍一下MCX N系列微控制器支持的两种基本的电源配置：单电源供电配置和混合电源供电配置。
3.1  单电源供电配置
单电源供电配置顾名思义就是使用单个电源对整个系统供电，如图2所示，整个系统使用3.3V来供电。

图2. MCX N系列的单电源供电配置

3.2  混合电源供电配置
除了单电源供电配置之外，MCX N系列还支持混合电源供电配置，如图3所示，请注意混合电源供电配置可以有多种配置情况，图3只是展示了其中的一种，此配置中使用了内部的DCDC来给Core Domain供电，这是一种power-efficient配置。

图3. MCX N系列的混合电源供电配置

不管是哪种供电配置，我们都可以使用内部的DCDC或者LDO_CORE给Core domain供电，使用VDD_DCDC引脚来给DCDC_CORE供电，使用VDD_LDO_CORE引脚来给LDO_CORE供电，也可以同时给VDD_DCDC和VDD_LDO_CORE供电，然后通过软件配置SPC_CNTRL寄存器来控制是使用DCDC模式还是CORE LDO模式：


如果使用DCDC模式, VDD_DCDC必须要供电。对于带有独立的VDD_LDO_CORE引脚的封装，VDD_LDO_CORE引脚可以直接和VDD_CORE引脚连接在一起。对于那些将VDD_LDO_CORE和VDD在内部连接在一起的封装，则不需要将VDD_LDO_CORE和VDD_CORE连接在一起。另外，DCDC_LX必须通过电感连接到VDD_CORE引脚。


如果使用CORE LDO，则VDD_LDO_CORE必须要供电。对于有独立的VDD_DCDC引脚的封装（BGA），可以将VDD_DCDC和DCDC_LX通过一个10K电阻连接到地，同时也需要配置软件来关闭DCDC。对于那些将VDD_DCDC和VDD_LDO_SYS内部连接在一起的封装（HLQFP100）, 关闭DCDC时，则需要将DCDC_LX浮空，而不能将VDD_DCDC和DCDC_LX通过10K电阻连接到地，因为System LDO仍需要工作。
如果不使用USB模块，则VDD_USB引脚不需要供电，可以将VDD_USB引脚通过10K电阻连接到地。
对于单电源供电配置，如果要使用烧写Fuse的功能，则必须要确保VDD_LDO_SYS的电压不低于2.75V。另外如果电压低于1.95V，System LDO处于bypass模式，此时必须要通过VDD_SYS给System Domain供电，并且软件需要关闭System LDO。


此外，MCX N系列也有上电顺序的要求：


VDD_P2, VDD_P3, VDD_P4的供电必须满足：
     -对于单电源供电配置，和VDD短接在一起
     -对于混合电源供电配置，必须在VDD_SYS之后上电
VDD_CORE 必须在VDD之后上电
VDD_P4必须和VDD_ANA使用相同的电压
VDD_BAT必须在VDD_SYS之前或者和VDD_SYS同时上电
关于更多MCX N系列的电源管理相关内容，大家可以参考:


UG10092 (MCX Nx4x Hardware Design Guide)


MCX Nx4x RM 和 MCX N23x RM.
MCX N系列在电源管理方面表现出色，为开发者提供了丰富的功能和灵活的配置选项。通过合理的硬件设计和电源管理策略的制定，可以实现设备在性能和能耗之间的最佳平衡，从而满足各种应用需求。


希望本文能对大家有所帮助，也期待在未来的文章中继续与大家分享更多关于MCX N系列的知识和应用。

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jundao721

硬件设计手册上的电源域非常重要。