1顆頂8顆！高效率PMICnPM1300評估套件上手體驗

1. 前言

2. Nordic半導體

• 異常情況時需要硬件重置
• 更長的電池壽命
• 精確的電池電量統計
• 快速安全的充放電
• 更小的體積、更高的效率

3. nPM1300評估套件硬件資源

• nPM1300核心芯片，QFN32封裝，所有管腳通過標準的2.54mm間距排針引出，可用于靈活評估和測量
• 1路SHPHLD按鍵，3路GPIO輕觸按鍵，3路LED指示燈
• 支持兩種電池接口，帶NTC和不帶NTC的電池
• 主控芯片為nRF5340，通過USB串口和上位機進行連接，并通過IIC通訊配置nPM1300的寄存器
• 兩個USB-C接口，一路接口連接到nRF5340，作為USB串口功能，另一路接口直接連接到nPM1300
• 多個電壓測試點，可方便使用示波器、萬用表進行連接
• 一組外部擴展接口，可以用來連接配套的電量計擴展板

4. nPM1300芯片特性簡介

• DC-DC BUCK轉換器
• 電池充放電管理部分
• GPIO和LED驅動部分
• 數字接口總線部分
• 負載開關部分

• 兩路超高效的DC-DC降壓輸出，1.0-3.3v可調，最大200mA輸出
• 32-800mA可調節的充電電流，步長2mA，支持NTC輸入，輸出電壓3.5v至4.45v
• 對于電池容量沒有限制，支持鋰離子電池、鋰聚合物電池和磷酸鐵鋰電池
• 兩路100mA負載開關或50mA LDO，支持電壓1.0-3.3v
• 支持USB Type-C接口，CC管腳可以直接連接到芯片管腳，芯片內部自帶了5.1k下拉電阻，無需外部配置
• 輸入電壓4.0-5.5v，最高1.5A，22v過壓保護
• 5路可配置的GPIO，3路可配置的LED輸出
• 完全兼容I2C的TWI數字總線接口，最高支持400KHz速度
• 180nm工藝制造，工作溫度范圍-40℃至85℃，PN結溫小于125℃
• 兩路硬件復位，看門狗定時器，喚醒定時器，通用定時器
• 10位精度的ADC用來測量輸入電壓、電池電壓、電流和芯片溫度
• 支持電量統計功能，通過內部ADC采樣電池電壓、電流、溫度值，通過官方算法可精確進行電量統計
• 過壓、欠壓、過流保護，溫度保護
• 超小的封裝尺寸：3.1x2.4 mm WLCSP 和 5.0x5.0 mm QFN
• 最少只需要5個無源器件即可使用
• 支持超低功耗的運輸模式，出廠模式靜態電流為370nA
• 圖形化界面配置，一鍵導出配置到用戶的MCU應用中

• 可穿戴設備
• 手持娛樂設備
• 手提式醫療設備
• 可充電智能家居傳感器
• 鼠標、鍵盤、觸摸板
• 體感游戲等交互式娛樂設備
• 低功耗傳感器等IOT設備

5. nPM1300一顆更比八顆強

• 1顆充電管理芯片
• 2顆BUCK降壓芯片
• 2顆負載開關芯片
• 1顆電量計芯片
• 1顆看門狗芯片
• 1顆硬件復位芯片

6. nPM1300評估套件上手體驗

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14:53:45.478????Opened?port?with?options:?{"path":"COM4","baudRate":115200}
14:53:45.575????Closed?port:?COM4
14:53:45.575????Device?setup?ready?for?device?with?s/n?EE177EE0F1D0259B
14:53:45.581????Opened?port?with?options:?{"path":"COM4","baudRate":115200}
14:53:47.831????Reset?cause:?SWRESET

• DASHBOARD：nPM1300芯片的整體配置
• CHARGER：電池充電電流、電壓配置
• REGULATORS：DC-DC轉換器和負載開關配置
• GPIOS：5個GPIO和3個GPIO配置
• SYSTEM FEATURES：系統復位、定時器、POR、輸入電流等配置
• PROFILES：電池模型創建和加載
• GRAPH：電池電壓、電流、溫度實時曲線

CONFIG_GPIO=y
CONFIG_SHELL=y
CONFIG_LOG=y
CONFIG_REGULATOR=y
CONFIG_SENSOR=y
CONFIG_LED=y

&i2c0_default?{
??group2?{
????psels?=?0,?27)>,?0,?26)>;
????bias-pull-up;
????};
??};
/delete-node/?&{/pin-controller/i2c0_default/group1/};

7. nPM1300評估套件配套資料

• 板卡硬件資料包，包括原理圖、PCB、BOM、Gerber文件
  nsscprodmedia.blob.core.windows.net/prod/software-and-other-downloads/dev-kits/npm1300-ek/npm1300-evaluation-kit---hardware-files-1_1_0.zip
• 芯片數據手冊
  infocenter.nordicsemi.com/pdf/nPM1300_PS_v1.0.pdf
• nPM1300 EK評測套件介紹
  www.nordicsemi.com/-/media/Software-and-other-downloads/Product-Briefs/Translated-versions/nPM1300EK.pdf
• nPM1300芯片產品介紹
  www.nordicsemi.com/-/media/Software-and-other-downloads/Product-Briefs/Translated-versions/nPM1300-PMIC_PB_SC.pdf
• 可視化圖形配置軟件
  www.nordicsemi.com/Products/Development-tools/nrf-connect-for-desktop

8. 參考資料

• nPM1300官方主頁
  www.nordicsemi.cn/products/npm1300/
• nPM1300 EK官方主頁
  www.nordicsemi.cn/tools/npm1300ek
• nPM1300 硬件設計指南
  https://infocenter.nordicsemi.com/topic/nwp_050/WP/nwp_050/intro.html?cp=7_1_4_1
• 深度解析 Nordic 新一代 PMIC 在低功耗無線物聯網設備中的應用（上）
  www.eeyxs.com/livebroadcast/index/playback.html?tid=842&cid=6471
• 深度解析 Nordic 新一代 PMIC 在低功耗無線物聯網設備中的應用（下）
  www.eeyxs.com/livebroadcast/index/playback.html?tid=842&cid=6472
• nPM1300與nRF54系列方案
  www.eeyxs.com/livebroadcast/index/playback.html?tid=842&cid=6473
• 2023年7月5日網絡研討會Nordic的電源管理產品總監Geir Kjosavik
  www.youtube.com/watch?v=aN5umN5zV0E

9. 總結