Microsoft Word - AXP209 Datasheet v1.01_cn_ _for1622C.doc

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1 DATASHEET AXP209 X-Powers 2010 X-Powers Limited - All rights reserved

2 目录 1. 概述 (Summary) 特性 (Feature) 典型应用 (Typical Application) 极限参数 (Absolute Maximum Ratings) 电气特性 (Electrical Characteristics) 典型特性 (Typical Characteristics) 管脚定义 (Pin Description) 功能框图 (Functional Block Diagram) 控制和操作 (Control and Operating) 工作模式和复位 (Power On/Off & Reset) 电源通路管理 (IPS) 自适应 PWM 充电器 (Adaptive PWM Charger) 备用电池 (Backup Batttery) 多路电源输出 (Multi-Power Outputs) 默认电压 / 启动时序的设置 (Default Voltage/Timing Setting) 信号采集系统 (Signal Capture) 多功能管脚说明 (Multi-Function Pin Description) 定时器 (Timer) 解密 (Decryption) HOST 接口及中断 (TWSI and IRQ) 寄存器 (Registers) 封装 (Package) VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 2/45

3 1. 概述 (Summary) AXP209 是高度集成的电源系统管理芯片, 针对单芯锂电池 ( 锂离子或锂聚合物 ) 且需要多路电源转换输出的应用, 提供简单易用而又可以灵活配置的完整电源解决方案, 充分满足目前日益复杂的应用处理器系统对于电源精确控制的要求 AXP209 集成了一个自适应的 USB-Compatible 的 PWM 充电器,2 路降压转换器 (Buck DC-DC converter),5 路线性稳压器 (LDO), 电压 / 电流 / 温度等多路 12-Bit ADC, 以及 4 路可配置的 GPIO 为保证电源系统安全稳定,AXP209 还整合了过 / 欠压 (OVP/UVP) 过温(OTP) 过流(OCP) 等保护电路 AXP209 的智慧电能平衡 (Intelligent Power Select, IPS ) 电路可以在 USB 以及外部交流适配器 锂电池和应用系统负载之间安全透明的分配电能, 并且在只有外部输入电源而没有电池 ( 或者电池过放 / 损坏 ) 的情况下也可以使应用系统正常工作 AXP209 具有外部适配器和 USB 以及电池等三输入能力, 支持可充电备用电池 AXP209 提供了一个两线串行通讯接口 :Two Wire Serial Interface (TWSI), 应用处理器可以通过这个接口去打开或关闭某些电源输出, 设置它们的电压, 访问内部寄存器和多种测量数据 ( 包括 Fuel Gauge) 高精度 (1%, 主要由 BIAS 电阻的 1% 精度决定 ) 的电量测量数据方便消费者更清楚的实时掌握电能使用状况, 给消费者带来前所未有的设备电能使用体验 AXP209 提供 6mm x 6mm 48-pin QFN 封装 应用产品 管脚定义 手持式移动设备智能移动电话, PMP/MP4, 数码相机, 数字摄像机, 手持导航设备 GPS, PDA, 手持数字广播电视接收机 移动互联网设备 xpad,mid 数码相框, 便携 DVD 播放器, 超便携移动电脑 UMPC and UMPC-like, 学习机 应用处理器电路系统 Application Processor systems 其它电池和多电源应用系统 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 3/45

4 2. 特性 (Feature) 电源管理 (IPS) o 宽输入电压范围 : 2.9V~6.3V (AMR:-0.3V~11V) o 可配置的高效智慧电能平衡 IPS 系统 o 自适应 USB( 支持 USB3.0) 或交流适配器限压限流 (4.4V/900mA/500mA/100mA) o 电池通路的等效内阻小于 75mΩ 全集成 PWM 充电器 (PWM Charger) o 最大充电电流可达 1.8A o 支持电池温度监测 o 全面支持 USB 充电 ( 含 3.0), 符合规范要求 o 充电精度高, 误差小于 0.5% o 支持 4.1V/4.15V/4.2V/4.36V 等多种电池 o 自动进行充电流程控制 o 可直接驱动 LED 指示充电状态 o 根据系统负载情况自动调节充电电流 备用电池 (Backup Battery) o 可接受备用电池输入供给 RTC 模块 o 支持备用电池充电, 可设置充电电流 2 路同步降压转换器 (DC-DC) o DC-DC2: 可在 V 之间调节, 25mV/step, 驱动能力 1.6A, 支持 VRC o DC-DC3: 可在 V 之间调节, 25mV/step, 驱动能力 1.2A 5 路线性稳压器 (LDO) o LDO1:30mA, 始终有效 o LDO2: 低噪声 LDO,1.8V~3.3V 可调节, 100mV/step, 驱动能力 200mA o LDO3: V 可调节, 25mV/step, 驱动能力 200mA o LDO4: 低噪声 LDO,1.8V~3.3V 可调节, 100mV/step, 驱动能力 200mA o LDO5: 低噪声 LDO, V 可调节, 100mV/step, 驱动能力 50mA 定时器 (Timer) o 7bit Timer, 定时范围 1~127 分钟 o Timer 中断输出注 :VRC,Voltage Ramp Control, 电压斜率控制 信号采集系统 (Signal Capture) o 内建 12 路 12 Bit ADC o 接受 2 路外部信号输入 o 提供电池和外部输入电源的电流电压数据 o 内建高精度库仑计及 Fuelgauge 系统 o 提供丰富的电源管理信息, 如瞬时耗电 (ma or mw), 剩余电池电量 (% or mah), 充电状态 (%) 和剩余电池使用时间或充电时间等 o 两级低电警告及保护 o 提供芯片温度数据 应用处理器接口 (Host Interface) o Host 可以通过 TWSI 接口进行数据交换 o 可以灵活配置的中断及休眠管理 o 灵活的管脚功能设置, 多路 GPIO 可分别设置为 IO ADC 等功能 o 内置可配置计时器 o 提供 12 组寄存器, 可用于系统关机时的数据保存 系统管理 (System Management) o 支持软复位和硬复位 o 支持软关机和硬关机 o 支持外部触发源唤醒 o 支持输出电压监测 自诊断功能 o 输出 PWROK, 用于系统复位或关机指示 o 外部电源检测 ( 插入 / 移除 / 驱动能力不足 ) o 所有输入输出都支持软启动 o 过 / 欠压保护 (OVP/UVP) o 过流保护 (OCP) o 过温保护 (OTP) o 支持 OTG VBUS 电源状态设置 / 监测 高整合度 (Fully Integration) o 内部产生高精度参考电压 (0.5%) o 内置 MOSFET o 可定制时序和输出电压 解密模块 (Decryption) o 128bit OTP 密码存储 o 动态实时解密算法 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 4/45

5 3. 典型应用 (Typical Application) AXP209 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 5/45

6 4. 极限参数 (Absolute Maximum Ratings) AXP209 Symbol Description Value Units ACIN Input Voltage 输入电压 -0.3 to 11 V VBUS Input Voltage 输入电压 -0.3 to 11 V T J Operating Temperature Range 工作温度 -40 to 130 Ts Storage Temperature Range 储运温度 -40 to 150 T LEAD V ESD P D Maximum Soldering Temperature (at leads,10sec) 锡焊温度 300 Maximum ESD stress voltage,human Body Model >4000 V 抗静电能力 Internal Power Dissipation 2100 mw 内部功率消耗耐受 5. 电气特性 (Electrical Characteristics) V IN =5V, BAT=3.8V, T A = 25 SYMBOL DESCRIPTION CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS ACIN V IN ACIN Input Voltage V I OUT V OUT Current Available Before 500mV Voltage Drop 2500 ma Loading BAT V UVLO ACIN Under Voltage Lockout 3.8 V V OUT IPS Output Voltage V R ACIN Internal Ideal Diode On PIN to PIN, ACIN to 170 mω Resistance IPSOUT VBUS V IN VBUS Input Voltage V I OUT V OUT Current Available Before ma Loading BAT V UVLO VBUS Under Voltage Lockout 3.8 V V OUT IPS Output Voltage V R VBUS Internal Ideal Diode On PIN to PIN, VBUS to 300 mω Resistance IPSOUT Battery Charger V TRGT BAT Charge Target Voltage -0.5% % V I CHRG Charge Current ma I TRKL Trickle Charge Current 10% I CHRG VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 6/45

7 V TRKL Trickle Charge Threshold Voltage ΔV RECHG Recharge Battery Threshold Voltage T TIMER1 Charger Safety Timer Termination Time T TIMER2 Charger Safety Timer Termination Time I END End of Charge Indication Current Ratio Backup Battery V TRGT Backup Battery Charge Target Voltage AXP209 Threshold Voltage Relative to V TARGET ma 3.0 V -100 mv Trickle Mode 40 Min CC Mode 480 Min CV Mode 10% 15% I CHRG ma V I CHRG Backup Battery Charge Current ua I Backup Current when use Backup Battery NTC V TL Cold Temperature Fault Threshold Voltage V TH Hot Temperature Fault Threshold Voltage V TE NTC Disable Threshold Voltage Falling Threshold Hysteresis Ideal Diode Charge Discharge Charge Discharge ua V V 0.2 V R ds(on) On Resistance(BAT to IPSOUT) 75 mω SYMBOL DESCRIPTION CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS Off Mode Current I BATOFF OFF Mode Current BAT=3.8V 27 μa I SUSPEND USB VBUS suspend Mode BAT=3.8V, 86 μa current VBUS=5V, N_VBUSEN=1 Logic V IL Logic Low Input Voltage 0.3 V V IH Logic High Input Voltage 2 V TWSI V CC Input Supply Voltage 3.3 V ADDRESS TWSI Address 0x68 f SCK Clock Operating Frequency khz t f Clock Data Fall Time 2.2Kohm Pull High 60 ns VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 7/45

8 t r Clock Data Rise Time 2.2Kohm Pull High 100 ns DCDC f OSC Oscillator Frequency Default 1.5 MHz DCDC2 I LIM2 PMOS Switch Current Limit PWM Mode 2300 ma I DC2OUT Available Output Current PWM Mode 1800 ma V DC2OUT Output Voltage Range V DCDC3 I LIM3 PMOS Switch Current Limit PWM Mode 1400 ma I DC3OUT Available Output Current PWM Mode 1000 ma V DC3OUT Output Voltage Range V SYMBOL DESCRIPTION CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LDO1 V LDO1 Output Voltage I LDO1 =1mA -1% % V I LDO1 Output Current 30 ma LDO2 V LDO2 Output Voltage I LDO2 =1mA V I LDO2 Output Current 200 ma PSRR Power Supply Rejection Ratio I LDO2 =60mA,1KHz TBD db e N Output Noise,20-80KHz Vo=3V, Io=150mA 28 μv RMS LDO3 V LDO3 Output Voltage I LDO3 =1mA V I LDO3 Output Current 200 ma PSRR Power Supply Rejection Ratio I LDO3 =10mA, 1KHz TBD db e N Output Noise,20-80KHz Vo=1.8V, Io=150mA TBD μv RMS LDO4 V LDO3 Output Voltage I LDO3 =1mA V I LDO3 Output Current 200 ma PSRR Power Supply Rejection Ratio I LDO3 =10mA, 1KHz TBD db e N Output Noise,20-80KHz Vo=1.8V, Io=150mA 18 μv RMS LDO5 V LDO5 Output Voltage I LDO5=1mA V I LDO5 Output Current 50 ma PSRR Power Supply Rejection Ratio I LDO5=10mA,1KHz TBD db e N Output Noise,20-80KHz Vo=1.8V, Io=30mA 18 μv RMS VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 8/45

9 6. 典型特性 (Typical Characteristics) AXP209 DC-DC Efficiency vs. Load(3.8Vin) DC-DC Load Transient(Typical) VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 9/45

10 DC-DC Ripple V REF vs Temperature VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 10/45

11 V TRGT vs Temperature Off Mode Current vs V BAT VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 11/45

12 7. 管脚定义 (Pin Description) Num Name Type Condition Function Description 1 SDA IO Data pin for serial interface,normally it connect a 2.2K resistor to 3.3V I/O power 2 SCK I it is the Clock pin for serial interface,normally it connect a 2.2K resistor to 3.3V I/O power 3 GPIO3 IO REG9EH[7] GPIO 3 4 N_OE I Power output on/off switch GND:on; IPSOUT:off 5 GPIO2 IO REG92H[2:0] GPIO 2 6 N_VBUSEN I VBUS to IPSOUT Selection GND:IPSOUT select VBUS High:IPSOUT do not select VBUS 7 VIN2 PI DCDC2 input source 8 LX2 IO Inductor Pin for DCDC2 9 PGND2 G NMOS Ground for DCDC2 10 DCDC2 I DC-DC2 feedback pin 11 LDO4 O Output Pin of LDO4 12 LDO2 O Output Pin of LDO2 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 12/45

13 13 LDO24IN PI Input to LDO2 and LDO4 14 VIN3 PI DCDC3 input source 15 LX3 IO Inductor Pin for DCDC3 16 PGND3 G NMOS GND for DCDC3 17 DCDC3 I Feed back to DCDC3 18 GPIO1 IO GPIO 1 REG93H[2:0] ADC Input 19 GPIO0 IO GPIO 0 REG90H[2:0] Low noise LDO/Switch ADC Input 20 EXTEN O External Power Enable 21 APS PI Internal Power Input 22 AGND G Analog Ground 23 BIAS IO External 200Kohm 1% resistor 24 VREF O Internal reference voltage 25 PWROK O Power Good Indication OutPut 26 VINT PO Internal logic power, 2.5V 27 LDO1SET I It set the LDO1 default voltage. 28 LDO1 O LDO1 output,for Host RTC block 29 DC3SET I It set the DCDC3 default voltage 30 BACKUP IO Backup battery pin 31 VBUS PI USB VBUS input 32,33 ACIN PI Adapter input 34,35 IPSOUT IO Main Battery 36 CHGLED O charger status indication 37 TS I Battery Temperature sensor input or an external ADC input 38,39 BAT PO System power source 40 LDO3IN O LDO3 input source 41 LDO3 I Output Pin of LDO3 42 BATSENSE I Current sense port1 43 CHSENSE O Current sense port2 44 VIN1 PI DCDC1 input source 45 LX1 IO Inductor Pin for DCDC1 46 PGND1 G NMOS Ground for DCDC1 47 PWRON I Power On-Off key input,internal 100k pull high to APS 48 IRQ/ IO IRQ output or wakeup WAKEUP 49 EP G Exposed Pad, need to connect to system ground VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 13/45

14 8. 功能框图 (Functional Block Diagram) VBUS BAT IPSOUT APS ACIN N_VBUSEN IPS LDO1 LDO1 BACKUP LDO1SET LDO24IN LX1 VIN1 PGND1 CHGLED PWM Charger LDO2 LDO4 LDO2 LDO4 LDO3 LDO3 BATSENSE LDO3IN CHSENSE DC-DC2 DCDC2 LX2 VIN2 PGND2 PWRON N_OE IRQ SCK SDA TS Serial Interface Bat Temperature Monitor Control Logic Register DC-DC3 DCDC3 LX3 VIN3 PGND3 DC3SET GPIO3 GPIO2 GPIO1 GPIO0/LDOio0 EXTEN BIAS VREF VINT Reference Voltage 12 bit ADC Current Monitor Voltage Monitor Temperature Monitor Output voltage monitor/lbo PWROK AGND EP VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 14/45

15 9. 控制和操作 (Control and Operating) AXP209 当 AXP209 工作时,TWSI 接口 SCK/SDA 管脚上拉到系统 IO 电源, 则 Host 可以通过此接口对 AXP209 的工作状态进行灵活的调整和监视, 并可获得丰富的信息 注 : Host 指的是应用系统的主处理器 注 : 如下所指 外部电源 包含 ACIN 及 VBUS 输入 9.1 工作模式和复位 (Power On/Off & Reset) 按键 (PEK) AXP209 的 PWRON 管脚到 GND 之间可以连接一个按键, 作为独立的开关机键 Power Enable Key(PEK) 或休眠 / 唤醒按键 AXP209 可以自动识别这个按键的 长按 和 短按 并做出相应的反应 几个开机源 (Power on Source) 1, ACIN VBUS 及电池接入 2, N_OE 由高变低 3, PEK 开机 (Power On) N_OE 为低时, 当符合要求的主电源 (ACIN 或 VBUS>3.8V, 电池电压高于关机电压 ) 接入时,AXP209 会自动开机 ( 外部电源接入时是否自动开机可根据外部需求改写 ) 而在 N_OE 为低且处于关机状态下, 开机动作需要通过 PEK 操作来完成 在有外部电源或电池的情况下,N_OE 由高到低的变化也会导致 AXP209 开机 AXP209 可以由 PEK( 按键时间超过 ONLEVEL ) 开机 在实际应用中,Host 的定时 (Alarm) 输出信号也可以连接到 PWRON 与 PEK 并联,Alarm 信号有效 ( 低电平 ) 时相当于 PEK 按下, 也可以将 AXP209 开机 开机后,DC-DC 和 LDO 将按照设定的时序顺序软启动, 启动完成后可由 Host 通过 TWSI 打开 / 关闭相应电源 关机 (Power Off) PEK 长按 时间大于 IRQLEVEL 时, 在 PEK 中断服务程序中,Host 可将 寄存器 REG32H[7] 写入 1 来通知 AXP209 进入关机状态 AXP209 进入关机状态时会关掉除 LDO1 之外的所有电源输出 在下列情况下,AXP209 会自动关机 : 1, 输入电压过低, 低电保护 ; 2, 负载过大引起电源的输出电压过低, 过负载保护 ; VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 15/45

16 3, 输入电压过高, 过压保护 ( 具体细节参见 电源通路管理 章节 ); 4, N_OE 由低到高变化, 等待超过设定的时间 ( 默认 2S); 5, PEK 大于 OFFLEVEL 时 ( 默认 6S) 系统自动关闭除 LDO1 以外的其它输出 ( 可以省去 Reset 按键 ); AXP209 的自动保护机制, 可以避免应用系统异常时发生被供电器件的不可逆转损坏, 从而保护整个系统 休眠和唤醒 (Sleep and wakeup) 在开机的情况下, 如果系统需要进入 Sleep 模式, 并将其中某一路或几路电源输出关闭或改变至其它电压, 则可由 REG31H[3] 控制, 决定是否由 PEK 按键信号 GPIO0 GPIO1 GPIO2 GPIO3 的上升下降沿 ( 至于是上升沿还是下降沿或者是双沿, 可通过 REG90H[7:6] REG92H[7:6] REG93H[7:6] 以及 REG95H[7:6] 设定 ) 触发 wakeup, 让 PMU 将各路输出电源电压恢复到默认状态, 各路被关闭或改变的电源依次按照规定的上电时序重新打开 注意 :PEK IRQ(REG42H[1]) GPIO0 INPUT Edge IRQ(REG44H[0]) GPIO1 INPUT Edge IRQ (REG44H[1]) GPIO2 INPUT Edge IRQ(REG44H[2]) GPIO3 INPUT Edge IRQ(REG44H[3]) 必须为 Enable, 以便通过 IRQ PIN 通知主处理器退出 Sleep 状态 如下为 Sleep 和 wakeup 模式下其控制流程 将 REG31H[3] 写 1 打开唤醒功能, PMU 记录此时 REG12H 的设置 关机相应电源或是调节电压 Sleep 并等待 Wakeup 发生 Wakeup? N Y 电源恢复至默认输出电压值 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 16/45

17 系统复位功能和输出监控功能 (PWROK) AXP209 的 PWROK 可以作为应用系统的复位信号 在 AXP209 的开机过程中,PWROK 输出低电平, 当各路电源的输出电压稳定达到预设值后,PWROK 会被拉高, 从而实现应用系统的上电复位 在应用系统正常工作过程中,AXP209 一直监视各路输出的电压和负载状况, 并且在过负载或是欠电压的情况下,PWROK 立刻输出低电平, 复位应用系统, 防止误动作以及可能的数据错误 9.2 电源通路管理 (IPS) AXP209 的电源输入可以来自锂电池 BAT USB VBUS 输入 外部电源 ACIN( 比如交流适配器 AC Adapter),IPS 根据外部电源和锂电池的状态来选择适合的电能分配方式 o 当仅接入锂电池, 无外部电源输入时, 使用锂电池供电 ; o 当接入外部电源时 (VBUS 或 ACIN), 优先使用外部电源供电 ; o 电池连接的情况下, 外部电源移除时, 立刻 无缝 转用锂电池供电 ; o 当 VBUS 和 ACIN 两者同时接入时, 优先使用 ACIN 供电, 并且对锂电池充电 ; o 若此时 ACIN 驱动能力不足够时, 将适时打开 VBUS 通路, 实现 ACIN/VBUS 共同供电 ; o 如果驱动能力仍然不足, 则将减小充电电流直至 0, 继而用电池补充供电 ; 由此可极大提升系统对于外部不同驱动能力输入电源的兼容性, 无需厂家提供特殊定制的适配器 参见如下图示 : 如上图所示, 当 ACIN 负载能力不足时,IPSOUT 电压下降,BAT 由原来的被充电转为放电与 ACIN 一起配合提供负载电流 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 17/45

18 Host 可以通过 TWSI 访问 AXP209 的内部寄存器来设置 IPS 的参数和读取其反馈的信息 限压 / 限流模式和直通模式为了不影响 USB 通讯,VBUS 通路默认工作在 VBUS 限压模式 在此模式下,AXP209 会将 VBUS 电压维持在一个可设置的参考电压 V HOLD 之上, 以满足 USB 规范 V HOLD 默认为 4.4V, 可在寄存器 Reg30H[5:3] 调整 如果系统对从 USB VBUS 吸取的电流大小有限制需求, 则提供一个限流模式可供选择 ( 参见寄存器 REG30H[1]), 限流值可选 900mA/500mA/100mA( 寄存器 Reg30H[0]) 如果系统只是使用 USB 供电而不介意 USB 通讯, 或者使用 USB 电源适配器, 可以通过修改寄存器 REG30H[6] 将 AXP209 设置成 VBUS 直通模式, 此时 AXP209 会优先满足应用系统的用电需求 当 USB Host 驱动能力太弱或系统耗电太强而使 VBUS 电压低于 V HOLD,AXP209 将发出 IRQ, 告知 Host VBUS 供电能力弱, 指示 USB 通信可能会受到影响, 后续动作可由 Host 软件决定 外部电源插入时 AXP209 的反应 AXP209 可以自动检测外部电源的插入动作 当 AXP209 检测到外部电源插入后, 会自动判断外部电源是否可用, 并将结果设置在相应的寄存器中, 同时发出 IRQ, 通知 Host 关于外部电源的寄存器状态位及含义如下表所示 : 寄存器的状态位 含义 寄存器 REG00H[7] 指示外部适配器电源 ACIN 是否存在 寄存器 REG00H[6] 指示外部适配器电源 ACIN 是否可用 寄存器 REG00H[5] 指示外部电源 VBUS 是否存在 寄存器 REG00H[4] 指示外部电源 VBUS 是否可用 寄存器 REG00H[3] 指示接入外部电源 VBUS 时,VBUS 的电压是否高于 V HOLD 寄存器 REG00H[1] 指示外部电源 ACIN/VBUS 是否在 PCB 上短接 寄存器 REG00H[0] 指示系统是否由 ACIN/VBUS 触发开机 指示接入外部电源 VBUS 时,VBUS 的电压是否高于 V HOLD 这个标志位, 可以让 Host 在收到 IRQ7 时 ( 指 VBUS 供电能力弱 ), 判断 VBUS 是因为系统负载接入而被拉低还是因为外部电源本身电压就低于 V HOLD, 从而方便 Host 软件决定是继续工作在限压模式还是改为直通模式 是否选用 VBUS 作为输入电源 AXP209 是否选用 VBUS 作为输入电源, 将由 N_VBUSEN 和寄存器 REG30H[7] 来决定 : N_VBUSEN REG30H[7] 输入电源 含义 Low 0 VBUS VBUS 有效且无 ACIN 时选用 Low 1 VBUS VBUS 有效时可以 VBUS 作为输入电源 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 18/45

19 High 1 VBUS High 0 ACIN/BAT 不选用 VBUS 低电警告和低电保护 ( 自动关机 ) AXP209 可以设置低电警告电压 V WARNING 和自动关机电压 V OFF, 并将系统电源与其比较 一旦发现系统电源低于 V WARNING, 就发出 IRQ19/IRQ20 如果 APS 低于 V OFF,AXP209 自动进入关机模式, 关闭除 LDO1 之外的所有输出 V WARNING 具有两档设定 :LEVEL1/LEVEL2, 应用程序可为两档报警定义不同的提示, 比如 Level1 用于提示电量不足 Level2 提示即将关机 V WARNING 和 V OFF 默认值分别可在寄存器 REG3AH REG3BH 和 REG31H[2:0] 设置 过压保护 当外部电源电压超过 6.3V 时,AXP209 发出 IRQ1/4, 提示外部电源过压 当外部电源超过 7V,AXP209 自动关机 9.3 自适应 PWM 充电器 (Adaptive PWM Charger) AXP209 集成了一个恒流 / 恒压 PWM 充电器, 可以自动控制充电周期, 内置的安全时钟可以自动停止充电而无需处理器的干预 此充电器可以根据系统的功耗自动调整充电电流, 还带有电池检测 涓流充电和激活功能, 内置的温度检测电路可以在温度过高或过低时自动减小充电电流 由于集成该 PWM 充电器, 在系统耗电较大又需要给电池快速充电时, 相对传统的线性充电器模块, 极大的提升了效率, 从而减少能耗, 系统温升得到大幅改善 自适应充电过程的启动充电器默认处于使能状态 ( 可以通过设置寄存器来关闭, 参见 寄存器 REG33H ) 当外部电源接入后,AXP209 首先判断外部电源是否可用于充电, 当符合外部电源可用的条件, 且此时充电功能被打开, 则 AXP209 自动开始充电过程, 向 Host 发出 IRQ, 表示充电过程开始 同时,CHGLED 管脚输出低电平, 可以驱动外部发光二极管指示充电状态 充电过程电压电流示意图 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 19/45

20 V TRGT I CHRG V TRKL I TRKL 两个标志电压 V TRGT, 充电目标电压 V TRGT 可由寄存器设置, 默认为 4.2V( 参见 寄存器 REG33H[6:5] ) 同时, 在外部电源电压较低时,AXP209 会自动调节充电目标电压 V RCH, 自动再充电电压 V RCH =V TRGT -0.1V 充电电流 充电电流可以通过寄存器 REG33H[3:0] 设置, 默认值为 500mA 或者 1200mA 充电流程如果电池电压低于 3.0V, 充电器自动进入预充电模式, 充电电流为预设值的 1/10 如果 40 分钟内 ( 这个时间可调整, 参见 寄存器 REG34H ), 电池电压仍不能达到 3.0V, 充电器自动进入电池激活模式 具体细节参见 电池激活模式 电池电压一旦高过 3.0V, 充电器开始进入恒流模式 如果充电电流小于预设值的 65% 时, 系统发出 IRQ17 以此通知 外部电源驱动能力不足, 此时充电电流没有达到设定值, 从而会延长充电时间, 若想更快充满电, 建议更换更强电源或关掉耗电大的功能 当电池电压达到目标电压 V TRGT 后, 充电器从恒流模式进入恒压模式, 充电电流减小 当充电电流低于预设值的 10% 或 15% 时 ( 可设, 参见 寄存器 REG33H ), 充电周期结束, 充电停止, 充电结束时,AXP209 会发出 IRQ18,CHGLED 管脚停止指示充电状态 当电池电压重新低于 V RCH 时, 会自动开始再充电, 同时发出 IRQ17 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 20/45

21 在非预充电模式下, 如果在 480 分钟内 ( 这个时间可以调整, 参见 寄存器 REG34H ), 充电周期没有结束, 充电器将自动进入电池激活模式 电池激活模式 无论从预充电模式还是从恒流充电模式进入电池激活模式 ( 计时器超时的情况下 ),AXP209 都会发出 IRQ10, 表示电池可能损坏 在电池激活模式,Charger 始终以较小的电流给电池充电, 如果能够使电池电压达到 V RCH, 则退出激活模式, 同时发出 IRQ11 AXP209 在寄存器 REG01H 中指示充电器是否处于电池激活模式 CHGLED CHGLED 管脚用来指示充电状态和报警, 它有四个状态 : 正在充电 不在充电 电池异常报警和外部 电源过压报警 CHGLED 是 NMOS Open Drain( 漏极开路型 ) 输出, 可以通过一个限流电阻来直接驱动一 个发光二极管来显示这四种状态 但其具有如下表所示的两种工作方式 : REG34H[4] 状态 表现 注释 0 正在充电 低电平 不在充电 高阻 电池异常 1Hz 闪烁 充电器进入电池激活模式, 或者电池温度过高 过低 过压 4Hz 闪烁 外部电源输入电压过高 1 正在充电 1Hz 闪烁 不能充电 高阻 无外部电源 不在充电 低电平 过压 4Hz 闪烁 外部电源输入电压过高, 或者电池温度过高 过低 电池温度检测 在充电 / 使用过程中,AXP209 可以通过在 TS 管脚外接一个温敏电阻来监视电池的温度 电路示意如下图 : VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 21/45

22 BAT 10uF C2 NTC TS GND 在上图中,VTH/VTL 分别为高温和低温的门限设置, 可分别通过寄存器 REG38H/39H/3CH/3DH 设置, VTE=0.2V 建议温敏电阻选用 25 时为 10Kohm 精度 1% 的 NTC 温敏电阻 AXP209 将在 TS 管脚上送出恒定电流, 此电流可设置为 20uA 40uA 60uA 80uA 四种 ( 参见寄存器 REG84H), 以适应不同的 NTC 电阻 此电流流过温敏电阻, 得到一个检测电压,AXP209 通过 ADC 测出电压值并与设置值进行比较, 从而发出相应的 IRQ 或是暂停充电 如果温敏电阻阻值过大或过小, 可以在其通路上并联或是串联上额外的电阻, 以便扩大其检测范围 如果电池没有温敏电阻, 可以把 TS 管脚接到地, 此时 AXP209 自动禁止电池温度监测功能 电池检测 AXP209 会自动检测电池是否存在, 并在寄存器中标识 ( 参见寄存器 REG01H) 和发出 IRQ13 IRQ14 电池检测功能可由 Host 控制打开或者关闭 ( 参见寄存器 REG32H) 9.4 备用电池 (Backup Batttery) AXP209 支持备用电池的使用和充电, 当无主电源 (BAT/ACIN/VBUS) 存在时,LDO1 输入源选择备用电池, 其输出用于维持系统实时时钟等部分电路工作 当主电源存在时, 可通过设置 REG35H[7] 对备用电池充电, 其目标电压默认为 3.0V( 可通过 REG35H[6:5] 设置 ) 默认充电电流为 200uA( 亦可通过 REG35H[1:0] 设置 ) VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 22/45

23 9.5 多路电源输出 (Multi-Power Outputs) AXP209 的提供的多路输出电压及功能列表如下 : 输出通路 类型 默认电压 应用举例 驱动能力 DCDC2 BUCK 可设置 1.25Vcore 1600 ma DCDC3 BUCK 可设置 2.5Vddr 700 ma LDO1 LDO 可设置 RTC 30 ma LDO2 LDO 可设置 Analog/FM 200 ma LDO3 LDO 可设置 1.3V PLL 200 ma LDO4 LDO 可设置 1.8V HDMI 200 ma LDO5 LDO 可设置 Vmic 50 ma AXP209 包含 2 路同步降压型 DC-DC 5 路 LDO 多种启动时序及控制方式 DC-DC 的工作频率默 认为 1.5MHz, 可以通过设置寄存器来调整, 外围可使用小型电感和电容元件 2 个 DC-DC 都可以设置 成 PWM 模式或自动模式 ( 由 AXP209 根据负载的大小自动切换 ), 参见 寄存器 REG80H DC-DC2/3 DCDC3 输出电压范围为 V,DCDC2 输出电压为 V, 可由寄存器设置 ( 参见 寄存器 REG23H 27H ) DCDC2/3 输出电容推荐使用 10uF X7R 以上小 ESR 陶瓷电容 ; 当输出电压设置为 2.5V 以上时, 推荐使用 2.2uH 电感, 在 2.5V 以下时, 推荐使用 4.7uH 电感, 其中电感饱和电流需大于此电源通路最大需求电流的 50% 以上 如下是推荐电感电容列表 : 电感型号 电流规格 直流内阻 Murata LQH55PN2R2NR0 30mOhm Murata LQH55PN4R7NR0 60mOhm Murata LQH44PN2R2MP0 49mOhm Murata LQH44PN4R7MP0 80mOhm TDK VLF5010ST-2R2M2R3 41mOhm TDK VLF5014ST-4R7M1R7 98mOhm TDK SLF6045T-4R7N2R4-3PF 27mOhm 电容型号 温度特性 容差 TDK C2012X5R0J475K X5R/X7R TDK C2012X5R0J106K X5R/X7R Murata GRM31E71A475K X7R Murata GRM21E71A106K X7R Murata GRM31E71A106K X7R VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 23/45

24 LDO1 LDO1 永远开启, 可以为应用系统的实时时钟电路 (RTC) 提供不间断的电源, 其驱动能力为 30mA LDO2/3/4 LDO2/4 输出噪声低至 18uVrms, 可以为应用系统的模拟电路提供电源 LDO3 可以为系统如 SRAM 或 PLL 等提供电源 驱动能力为 200mA LDO5 LDO5 也采用了低噪声的设计, 输出驱动能力为 50mA 软启动 (Soft Start) 所有 DC-DC 和 LDO 都支持软启动的输出建立方式, 避免启动时电流的突然变化对输入通路的冲击 自诊断 : 负载监测与限流保护所有 DC-DC 和 LDO 都有负载监测和限流功能, 当负载电流超过其驱动能力时, 各输出电压都会下降, 以保护内部电路 两个 DC-DC 输出电压低于设定电压的 85% 时,AXP209 自动关机 同时系统内部自动记录具体因哪一路输出电压过低导致关机 ( 参见寄存器 REG46H[5:2]) 并发出相应的 IRQ 所有 DC-DC 不需要外部的肖特基二极管和电阻分压反馈电路 如果应用中不需要用到某个 DC-DC, 只需要将对应的 LX 管脚悬空即可 9.6 默认电压 / 启动时序的设置 (Default Voltage/Timing Setting) AXP209 可定制各路电源的默认电压 启动时序等 启动时序 : 共包含 8 级启动, 同时可设置每步启动时间间隔, 可选范围为 mS 默认电压设置 : 每一路 DCDC/LDO 可设置范围包含了从最低电压到最高电压的选择 LDO1SET PIN 用于设定 LDO1 的初始电压 : LDO1SET LDO1SET 接地 LDO1SET 接 VINT LDO1 电压 1.3V 3.3V DC3SET PIN 用于设定 DC-DC3 的初始电压 : DC3SET DC3SET 接地 DC3SET 接 APS DC3SET floating DC-DC3 电压 1.8V 3.3V/2.5V 1.2V/1.5V 关于此部分内容, 请参见 默认配置说明 文档 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 24/45

25 9.7 信号采集系统 (Signal Capture) 一般的电池电量监测器通常是通过测量电池电压来估算电池电量, 而 AXP209 的多路 12Bit ADC 除了可以测量电池电压之外, 还可以测量电池电流和外部电源电压 电流, 同时内部集成了电池充放电库仑计 Host 可以根据这些数据更为准确的计算出电池电量, 除此之外, 还可以计算出系统的实时功耗 电池剩余电量 电池充电进度 电池剩余使用时间及剩余充满时间等丰富的电源信息 各路 ADC 的使能控制和采样速度可以通过寄存器 REG82H 83H 84H 来设置, 采样结果存储在相应的寄存器中, 参见寄存器说明之 ADC 数据类 其中 GPIO[1:0] 输入范围可通过寄存器 REG85H 设置 电池电流方向是充电还是放电由寄存器 REG00H[2] 来指示 Channel 000H STEP FFFH Battery Voltage 0mV 1.1mV V Bat discharge current 0mA 0.5mA 4.095A Bat charge current 0mA 0.5mA 4.095A ACIN volatge 0mV 1.7mV V ACIN current 0mA 0.625mA A VBUS voltage 0mV 1.7mV V VBUS current 0mA 0.375mA A Internal temperature APS voltage 0mV 1.4mV 5.733V TS pin input 0mV 0.8mV 3.276V GPIO0 0/0.7V 0.5mV /2.7475V GPIO1 0/0.7V 0.5mV /2.7475V 9.8 多功能管脚说明 (Multi-Function Pin Description) GPIO[3:0] 可作为 GPIO[3:0] ADC Input( 监测外部信号 ) LDO 等, 具体参见 REG90H-96H 说明 CHGLED 充电状态指示 过温过压等报警功能以及 GPO 功能, 使用方式参见 REG32H 说明 9.9 定时器 (Timer) AXP209 包含一个 7 bit 内部定时器, 通过设置寄存器 REG8AH[6:0] 可改变计时器值,REG8AH[6:0] 为全 0, 定时器 Disable;REG8AH[6:0]=A, 则定时器从 0 开始计数到 A, 并置位 REG8AH[7], 同时也可 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 25/45

26 发出定时器中断 对 REG8AH[7] 写 1, 可清除该标志位, 并重新开始计时 只清除中断标志不会重新开始计数 定时器定时最小步长为 1 分钟, 定时范围为 1~127 分钟 9.10 解密 (Decryption) AXP209 包含一个解密模块 Host 通过往 REG300-REG30F 写入待解密的数据, 然后对寄存器 REGB8H[1] 写 1, 开始启动解密,AXP209 解密完成后会将状态位 REGB8[0] 置 1, 此时 Host 就可以从 REG31x 读回解密后的密码数据 再次启动解密时 AXP209 自动清除状态位 9.11 HOST 接口及中断 (TWSI and IRQ) 图 1:Single Read and Write VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 26/45

27 图 2:Multi Read and Write Host 可以通过 TWSI 接口访问 AXP209 的寄存器, 其操作时序如上图所示, 支持标准 100KHz 或 400KHz 频率, 最高速度可达 1.2MHz, 同时支持连读 / 写操作, 设备地址为 69H( 读 ) 和 68H( 写 ) 在某些特定事件发生时,AXP209 通过拉低 IRQ 的中断机制来提醒 Host, 并将中断状态保存在中断状态寄存器中 ( 参见寄存器 REG48H 寄存器 REG49H 寄存器 REG4AH 寄存器 REG4BH 寄存器 REG4CH), 向相应的状态寄存器位写 1 则清除相应的中断, 当无中断事件时,IRQ 输出拉高 ( 通过外部上拉 51K 电阻 ) 每个中断都可以通过中断控制寄存器来屏蔽( 参见寄存器 REG40H 寄存器 REG41H 寄存器 REG42H 寄存器 REG43H 寄存器 REG44H) 位置 中断号 含义 位置 中断号 含义 寄存器 48H[7] IRQ1 电源 ACIN 超压 寄存器 4AH[3] IRQ20 DCDC3 电压过低 寄存器 48H[6] IRQ2 电源 ACIN 插入 寄存器 4AH[2] 保留 寄存器 48H[5] IRQ3 电源 ACIN 移除 寄存器 4AH[1] IRQ22 PEK 短按 寄存器 48H[4] IRQ4 电源 VBUS 超压 寄存器 4AH[0] IRQ23 PEK 长按 寄存器 48H[3] IRQ5 电源 VBUS 插入 寄存器 4BH[7] IRQ24 N_OE 开机 寄存器 48H[2] IRQ6 电源 VBUS 移除 寄存器 4BH[6] IRQ25 N_OE 关机 寄存器 48H[1] IRQ7 VBUS 电压小于 寄存器 4BH[5] IRQ26 VBUS 有效 V HOLD 寄存器 48H[0] 保留 寄存器 4BH[4] IRQ27 VBUS 无效 寄存器 49H[7] IRQ8 电池接入 寄存器 4BH[3] IRQ28 VBUS Session Valid 寄存器 49H[6] IRQ9 电池移除 寄存器 4BH[2] IRQ29 VBUS Session End 寄存器 49H[5] IRQ10 进入电池激活模式 寄存器 4BH[1] IRQ30 低电警告 LEVEL1 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 27/45

28 寄存器 49H[4] IRQ11 退出电池激活模式 寄存器 4BH[0] IRQ31 低电警告 LEVEL2 寄存器 49H[3] IRQ12 正在充电 寄存器 4CH[7] IRQ32 定时器中断 寄存器 49H[2] IRQ13 充电完成 寄存器 4CH[6] IRQ33 PEK 上升沿 寄存器 49H[1] IRQ14 电池温度过高 寄存器 4CH[5] IRQ34 PEK 下降沿 寄存器 49H[0] IRQ15 电池温度过低 寄存器 4CH[4] 保留 寄存器 4AH[7] IRQ16 IC 内部过温 寄存器 4CH[3] IRQ35 GPIO3 输入边沿触发 寄存器 4AH[6] IRQ17 充电电流不足 寄存器 4CH[2] IRQ36 GPIO2 输入边沿触发 寄存器 4AH[5] IRQ18 DCDC1 电压过低 寄存器 4CH[1] IRQ37 GPIO1 输入边沿触发 寄存器 4AH[4] IRQ19 DCDC2 电压过低 寄存器 4CH[0] IRQ38 GPIO0 输入边沿触发 10 寄存器 (Registers) 第 1 组, 电源控制类 地址 寄存器描述 R/W 默认值 00 电源状态寄存器 R 01 电源模式 / 充电状态寄存器 R 02 OTG VBUS 状态寄存器 R 04-0F 数据缓存寄存器 R/W 00H 12 DC-DC2/3 & LDO2/3/4&EXTEN 控制寄存器 R/W XXH 23 DC-DC2 电压设置寄存器 R/W XXH 25 DC-DC2/LDO3 电压斜率参数设置寄存器 R/W 00H 27 DC-DC3 电压设置寄存器 R/W XXH 28 LDO2/3 电压设置寄存器 R/W XXH 30 VBUS-IPSOUT 通路设置寄存器 R/W 60H 31 V OFF 关机电压设置寄存器 R/W X3H 32 关机 电池检测 CHGLED 控制寄存器 R/W 46H 33 充电控制寄存器 1 R/W CXH 34 充电控制寄存器 2 R/W 41H 35 备用电池充电控制寄存器 R/W 22H 36 PEK 参数设置寄存器 R/W 5DH 37 DCDC 转换器工作频率设置寄存器 R/W 08H 38 电池充电低温报警设置寄存器 R/W A5H 39 电池充电高温报警设置寄存器 R/W 1FH 3A APS 低电 Level1 设置寄存器 R/W 68H 3B APS 低电 Level2 设置寄存器 R/W 5FH 3C 电池放电低温报警设置寄存器 R/W FCH 3D 电池放电高温报警设置寄存器 R/W 16H 80 DCDC 工作模式设置寄存器 R/W E0H 82 ADC 使能设置寄存器 1 R/W 83H VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 28/45

29 83 ADC 使能设置寄存器 2 R/W 80H 84 ADC 采样率设置,TS pin 控制寄存器 R/W 32H 85 GPIO [1:0] 输入范围设置寄存器 R/W X0H 86 GPIO1 ADC IRQ 上升沿门限设置 R/W FFH 87 GPIO1 ADC IRQ 下降沿门限设置 R/W 00H 8A 定时器控制寄存器 R/W 00H 8B VBUS 监测设置寄存器 R/W 00H 8F 过温关机控制寄存器 R/W 01H 第 2 组,GPIO 控制类地址 寄存器描述 R/W 默认值 90 GPIO0 控制寄存器 R/W 07H 91 LDO5 输出电压设置寄存器 R/W A0H 92 GPIO1 控制寄存器 R/W 07H 93 GPIO2 控制寄存器 R/W 07H 94 GPIO[2:0] 信号状态寄存器 R/W 00H 95 GPIO3 控制寄存器 R/W 00H 第 3 组, 中断控制类 地址 寄存器描述 R/W 默认值 40 IRQ 使能控制寄存器 1 R/W D8H 41 IRQ 使能控制寄存器 2 R/W FFH 42 IRQ 使能控制寄存器 3 R/W 3BH 43 IRQ 使能控制寄存器 4 R/W C1H 44 IRQ 使能控制寄存器 5 R/W 00H 48 IRQ 状态寄存器 1 R/W 00H 49 IRQ 状态寄存器 2 R/W 00H 4A IRQ 状态寄存器 3 R/W 00H 4B IRQ 状态寄存器 4 R/W 00H 4C IRQ 状态寄存器 5 R/W 00H 第 4 组,ADC 数据类地址 寄存器描述 R/W 56[7:0] ACIN 电压 ADC 数据高 8 位 R 57[3:0] ACIN 电压 ADC 数据低 4 位 R 58[7:0] ACIN 电流 ADC 数据高 8 位 R 59[3:0] ACIN 电流 ADC 数据低 4 位 R 5A[7:0] VBUS 电压 ADC 数据高 8 位 R 5B[3:0] VBUS 电压 ADC 数据低 4 位 R 5C[7:0] VBUS 电流 ADC 数据高 8 位 R VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 29/45

30 5D[3:0] VBUS 电流 ADC 数据低 4 位 R 5E[7:0] AXP209 内部温度监测 ADC 数据高 8 位 R 5F[3:0] AXP209 内部温度监测 ADC 数据低 4 位 R 62[7:0] TS 输入 ADC 数据高 8 位, 默认监测电池温度 R 63[3:0] TS 输入 ADC 数据低 4 位, 默认监测电池温度 R 64[7:0] GPIO0 电压 ADC 数据高 8 位 R 65[3:0] GPIO0 电压 ADC 数据低 4 位 R 66[7:0] GPIO1 电压 ADC 数据高 8 位 R 67[3:0] GPIO1 电压 ADC 数据低 4 位 R 70[7:0] 电池瞬时功率高 8 位 R 71[7:0] 电池瞬时功率中 8 位 R 72[7:0] 电池瞬时功率低 8 位 R 78[7:0] 电池电压高 8 位 R 79[3:0] 电池电压低 4 位 R 7A[7:0] 电池充电电流高 8 位 R 7B[3:0] 电池充电电流低 4 位 R 7C[7:0] 电池放电电流高 8 位 R 7D[4:0] 电池放电电流低 5 位 R 7E[7:0] 系统 IPSOUT 电压高 8 位 R 7F[3:0] 系统 IPSOUT 电压低 4 位 R 注 : 电池供电功率计算方法为 Pbat = 2 * 寄存器值 * 电压 LSB * 电流 LSB / 1000 其中, 电压 LSB 为 1.1mV, 电流 LSB 为 0.5mA, 计算结果单位为 mw 地址 寄存器描述 R/W 默认值 B0 电池充电库仑计数据寄存器 [31:24] R/W 00H B1 电池充电库仑计数据寄存器 [23:16] R/W 00H B2 电池充电库仑计数据寄存器 [15:8] R/W 00H B3 电池充电库仑计数据寄存器 [7:0] R/W 00H B4 电池放电库仑计数据寄存器 [31:24] R/W 00H B5 电池放电库仑计数据寄存器 [23:16] R/W 00H B6 电池放电库仑计数据寄存器 [15:8] R/W 00H B7 电池放电库仑计数据寄存器 [7:0] R/W 00H B8 库仑计及加密模块控制寄存器 R/W 00H B9 电量计量结果寄存器 R/W 00H 库仑计算方法 :C= * 电流 LSB *( 充电库仑计值 - 放电库仑计值 ) / 3600 / ADC 采样率 其中 :ADC 采样率参考 REG84H 的设置 ; 电流 LSB 为 0.5mA; 计算结果单位为 mah VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 30/45

31 10.1 REG 00H: 输入电源状态 Bit 描述 R/W 7 ACIN 存在指示 R 0:ACIN 不存在 ;1:ACIN 存在 6 指示 ACIN 是否可用 R 5 VBUS 存在指示 R 0:VBUS 不存在 ;1:VBUS 存在 4 指示 VBUS 是否可用 R 3 指示 VBUS 接入在使用之前是否大于 V HOLD R 2 指示电池电流方向 R 0: 电池在放电 ;1: 电池被充电 1 指示 ACIN 和 VBUS 输入是否在 PCB 被短接 R 0 指示启动源是否为 ACIN 或 VBUS 0: 启动源非 ACIN/VBUS; 1: 启动源为 ACIN/VBUS R 10.2 REG 01H: 电源工作模式以及充电状态指示 Bit 描述 R/W 7 指示 AXP209 是否过温 R 0: 未过温 ; 1: 过温 6 充电指示 R 0: 未充电或充电已完成 ; 1: 正在充电 5 电池存在状态指示 R 0: 无电池连接到 AXP209; 1: 电池已经连接到 AXP209 4 保留, 不可更改 R 3 指示电池是否进入激活模式 R 0: 未进入电池激活模式 ; 1: 已进入电池激活模式 2 指示充电电流是否小于期望电流 R 0: 实际充电电流等于期望电流 ; 1: 实际充电电流小于期望电流 1-0 保留, 不可更改 R 10.3 REG 02H:USB OTG VBUS 状态指示 Bit 描述 R/W 7-3 保留, 不可更改 2 指示 VBUS 是否有效,1 表示有效 R 1 指示 VBUS Session A/B 是否有效,1 表示有效 R 0 指示 Session End 状态,1 表示有效 R VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 31/45

32 10.4 REG 04-0FH: 数据缓存 注 : 只要外部电源 电池或备用电池某一路电源存在, 此数据就会一直保存, 不受开关机影响 10.5 REG 12H: 电源输出控制 默认值 :XXH 7 保留, 不可更改 RW X 6 LDO3 开关控制 0: 关闭 ; 1: 打开 RW X 5 保留, 不可更改 RW X 4 DC-DC2 开关控制 0: 关闭 ; 1: 打开 RW X 3 LDO4 开关控制 RW X 2 LDO2 开关控制 RW X 1 DC-DC3 开关控制 RW X 0 EXTEN 开关控制 RW X 10.6 REG 23H:DC-DC2 输出电压设置 默认值 :XXH 7-6 保留, 不可更改 5-0 DC-DC2 输出电压设置 V,25mV/step Vout=[0.7+(Bit5-0)*0.025]V RW X 10.7 REG 25H:DC-DC2/LDO3 动态电压调节参数设置 默认值 :00H 7-4 保留, 不可更改 3 LDO3 VRC 使能控制 0: 打开 ; 1: 关闭 2 DC-DC2 VRC 使能控制 0: 打开 ; 1: 关闭 1 LDO3 VRC 电压上升斜率控制 0: 25mV/15.625us=1.6mV/us 1: 25mV/31.250us=0.8mV/us 0 DC-DC2 VRC 电压上升斜率控制 0: 25mV/15.625us=1.6mV/us 1: 25mV/31.250us=0.8mV/us VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 32/45

33 10.8 REG 27H:DC-DC3 输出电压设置 默认值 :XXH 7 保留, 不可更改 6-0 DC-DC3 输出电压设置 V, 25mV/step Vout=[0.7+(Bit6-0)*0.025]V RW X 10.9 REG 28H:LDO2/4 输出电压设置 默认值 :XXH 7-4 LDO2 输出电压设置 V, 100mV/step RW X Vout=[1.8+(Bit7-4)*0.1]V 3-0 LDO4 输出电压设置 RW X REG 29H:LDO3 输出电压设置 默认值 :XXH 7 LDO3 模式选择 : 0:LDO 模式, 电压由 [6:0] 设置 1: 开关模式, 电压由 LDO3IN 决定 6-0 LDO3 输出电压设置 Bit6-Bit V,25mV/step Vout=[0.7+(Bit6-0)*0.025]V RW X REG 30H:VBUS-IPSOUT 通路管理 默认值 :6XH 7 VBUS 可用时 VBUS-IPSOUT 通路选择控制信号 0: 由 N_VBUSEN pin 决定是否打开此通路 1:VBUS-IPSOUT 通路可以被选择打开, 不管 N_VBUSEN 的状态 6 VBUS V HOLD 限压控制 0: 不限压 ; 1: 限压 RW V HOLD 设置 V HOLD = [4.0+(Bit5-3)*0.1]V RW 保留, 不可更改 1-0 VBUS 限流控制打开时限流选择 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 33/45

34 00:900mA ; 01:500mA; 10:100mA; 11:not limit AXP REG 31H:V OFF 关机电压设置 默认值 :X3H 7-4 保留, 不可更改 3 Sleep 模式下 PEK 或 GPIO 边沿唤醒功能使能设置 : 0: 关闭 1: 打开 此 bit 写完后自动清 0, 因此每次进 Sleep 模式前需再次写 V OFF 设置 V OFF =[2.6+(Bit2-0)*0.1]V Default: 2.9V REG 32H: 关机设置 电池检测以及 CHGLED 管脚控制 默认值 :46H 7 关机控制 此位写 1 会关闭 AXP209 的输出 6 电池监测功能设置位 : 0: 关闭 ; 1: 打开 RW CHGLED 管脚功能设置 00: 高阻 0 01: 25% 1Hz 闪烁 10: 25% 4Hz 闪烁 11: 输出低电平 3 CHGLED 管脚控制设置 0: 由充电功能控制 1: 由寄存器 REG 32H[5:4] 控制 2 输出关闭时序控制 0: 同时关闭 1: 与启动时序相反 1-0 N_OE 由低变高后 AXP209 关机延 00: 128mS; 01: 1S; RW 10 迟时间 10: 2S; 11: 3S REG 33H: 充电控制 1 默认值 :CXH 7 充电功能使能控制位 RW 1 0: 关闭, 1: 打开 6-5 充电目标电压设置 RW 10 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 34/45

35 00:4.1V; 01:4.15V; 10:4.2V; 11:4.36V 4 充电结束电流设置 0: 充电电流小于 10% 设置值时结束充电 1: 充电电流小于 15% 设置值时结束充电 3-0 充电电流设置 I charge = [300+(Bit3-0)*100]mA RW X REG 34H: 充电控制 2 默认值 :45H 7 预充电超时设置 Bit1 00: 40 min; 01: 50min; 6 预充电超时设置 Bit0 10: 60min; 11: 70min RW 1 5 保留 4 CHGLED 模式选择 0: 充电时常亮 1: 充电时闪烁 3-2 保留, 不可更改 1-0 恒流模式下超时设置 Bit1-0 00: 6Hours; 01: 8Hours; 10: 10Hours; 11: 12Hours REG 35H: 备用电池充电控制 默认值 :22H 7 备用电池充电使能控制 0: 关闭 ;1: 打开 6-5 备用电池充电目标电压设置 1 00:3.1V;01:3.0V;10:3.6V;11:2.5V 4-2 保留, 不可更改 1-0 备用电池充电电流设置 00: 50uA;01: 100uA;10: 200uA; 11: 400uA RW REG 36H:PEK 按键参数设置 默认值 :9DH VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 35/45

36 7-6 开机时间设置 00: 128mS; 01: 3S; 10: 1S; 11: 2S 长按键时间设置 00: 1S; 01: 1.5S;10: 2S; 11: 2.5S. 1 3 按键时长大于关机时长时自动关机功能设置 RW 1 0: 关闭 ; 1: 打开 2 电源启动完成后 PWROK 信号延时 RW 1 0:8mS; 1:64mS 1-0 关机时长设置 00: 4S; 01: 6S; 10: 8S; 11: 10S REG 37H:DC-DC 工作频率设置 默认值 :08H 7-4 保留, 不可更改 3-0 DC-DC 开关频率设置 每一级改变 5%, 默认值 1.5MHz F=[1+/- (Bit3-0)*5%)]*1.5MHz RW REG 38H:V LTF-charge 电池充电低温门限设置 默认值 :A5H 7-0 充电时电池低温门限设置,M M*10H, 当 M=A5H 时对应 2.112V; 可对应电压 0V~3.264V RW A5H V LTF-charge = M *10H * V REG 39H:V HTF-charge 电池充电高温门限设置 默认值 :1FH 7-0 充电时电池高温门限设置,N N*10H, 当 N=1FH, 对应 0.397V; 可对应电压 0V~3.264V RW 1FH V HTF-charge = N *10H * V REG 3AH: 系统 IPSOUT Vwarning Level1 默认值 :68H 7-0 系统 IPSOUT Vwarning Level1 RW 68H VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 36/45

37 10.22 REG 3BH: 系统 IPSOUT Vwarning Level2 默认值 :5FH 7-0 系统 IPSOUT Vwarning Level2 RW 5FH REG3AH REG3BH 对应的电压设置为如下关系 ( 假设寄存器值为 n): Vwarning = mV * n * REG 3CH:V LTF-discharge 电池放电低温门限设置 默认值 :FCH 7-0 放电时电池低温门限设置,M M*10H, 当 M=FCH 时对应 3.226V; 可对应电压 0V~3.264V RW FCH V LTF-discharge = M *10H * V REG 3DH:V HTF-discharge 电池放电高温门限设置 默认值 :16H 7-0 放电时电池高温门限设置,N N*10H, 当 N=16H, 对应 0.282V; 可对应电压 0V~3.264V RW 16H V LTF-discharge = N *10H * V REG 80H:DC-DC 工作模式选择 默认值 :E0H 7-3 保留, 不可更改 2 DC-DC2 工作模式控制 0:PFM/PWM 自动切换 1 DC-DC3 工作模式控制 1: 固定 PWM 0 保留, 不可更改 REG 82H:ADC 使能 1 默认值 :83H VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 37/45

38 7 电池电压 ADC 使能 0: 关闭, 1: 打开 RW 1 6 电池电流 ADC 使能 5 ACIN 电压 ADC 使能 4 ACIN 电流 ADC 使能 3 VBUS 电压 ADC 使能 2 VBUS 电流 ADC 使能 1 APS 电压 ADC 使能 RW 1 0 TS 管脚 ADC 功能使能 RW REG 83H:ADC 使能 2 默认值 :80H 7 AXP209 内部温度监测 ADC 使能 0: 关闭, 1: 打开 RW 保留, 不可更改 3 GPIO0 ADC 功能使能 0: 关闭, 1: 打开 2 GPIO1 ADC 功能使能 1-0 保留, 不可更改 REG 84H:ADC 采样速率设置,TS 管脚控制 默认值 :32H 7-6 ADC 采样速率设置 25 2 n 采样率分别为 25, 50, 100, 200Hz 5-4 TS 管脚输出电流设置 : RW 11 00:20uA; 01:40uA; 10:60uA; 11:80uA 3 保留, 不可更改 2 TS 管脚功能选择 0: 电池温度监测功能,1: 外部独立的 ADC 输入通路 1-0 TS 管脚电流输出方式设置 00: 关闭 RW 1 01: 充电时输出电流 10:ADC 采样时输入, 可以省电 11: 一直打开 REG 85H:ADC 输入范围 默认值 :X0H VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 38/45

39 7-2 保留, 不可更改 1 GPIO1 ADC 输入范围 0: V 0 GPIO0 ADC 输入范围 1: V REG 86H:GPIO1 ADC IRQ 上升沿门限设置 默认值 :FFH 7-0 一个 LSB 为 8mV RW FF REG 87H:GPIO1 ADC IRQ 下降沿门限设置 默认值 :00H 7-0 一个 LSB 为 8mV REG 8AH: 定时器控制 默认值 :00H 7 定时器超时 写 1 清除此状态 6-0 设置定时时间, 单位为分写全 0 则关闭此定时器 REG 8BH:VBUS 管脚监测 SRP 功能控制 默认值 :00H 7-6 保留, 不可更改 5-4 VBUS 有效电压设置 0 00:4.0V; 01:4.15V; 10:4.45V; 11:4.55V 3 VBUS Valid 检测功能设置 :0: 关闭,1: 打开 2 VBUS Session 检测功能设置 :0: 关闭,1: 打开 1 Discharge VBUS 放电功能设置 0: 关闭 VBUS 的放电电阻 ;1: 使用 VBUS 的放电电阻 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 39/45

40 0 Charge VBUS 充电功能设置 0: 断开 VBUS 充电电阻 ;1: 使用 VBUS 充电电阻给 VBUS 充电 REG 8FH: 过温关机等功能设置 默认值 :21H 7-3 保留, 不可更改 2 AXP209 内部过温关机功能设置 0: 不关机 ; 1: 关机 1-0 保留, 不可更改 REG 90H:GPIO0 功能设置 默认值 :07H 7 GPIO0 上升沿 IRQ 或 Wakeup 功能 0:disable 6 GPIO0 下降沿 IRQ 或 Wakeup 功能 1:enable 5-3 保留, 不可更改 2 GPIO0 管脚功能设置 Bit : 输出低 001: 输出高 (3.3V) RW 1 010: 通用输入功能 1 RW 1 011: 低噪声 LDO5 0 RW 1 100:ADC 输入 1XX: 浮空 REG 91H: LDO5 输出电压以及 EXTEN/GPIO 输出高电平设置 默认值 :A5H 7-4 LDO5 输出电压设置 RW 1010 Vout=[1.8 +( Bit7-4)*0.1]V; defalt=1.8+10*0.1=2.8v 3 保留, 不可更改 2-0 EXTEN 以及 GPIO[1:0] 输出高电平设置 000:1.8V;001:2.5V;010:2.8V;011:3.0V;100:3.1V;101:3.3V;110:3.4V;111:3.5V RW 101 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 40/45

41 10.37 REG 92H:GPIO1 功能设置 默认值 :07H 7 GPIO1 上升沿 IRQ 或 Wakeup 功能 0:disable 6 GPIO1 上升沿 IRQ 或 Wakeup 功能 1:enable 5-3 保留, 不可更改 2-0 GPIO1 管脚功能设置 000: 输出低 001: 输出高 (3.3V) 010: 通用输入功能 011: 低噪声 LDO 100:ADC 输入 1XX: 浮空 RW REG 93H:GPIO2 功能设置 默认值 :07H 7 GPIO2 上升沿 IRQ 或 Wakeup 功能 0:disable 6 GPIO2 下降沿 IRQ 或 Wakeup 功能 1:enable 5-3 保留, 不可更改 2-0 GPIO2 管脚功能设置 000: 输出低 001: 浮空 010: 通用输入功能 XXX: 浮空 RW REG 94H:GPIO[2:0] 信号状态设置及监测 默认值 :00H 7 保留, 不可更改 R 6 GPIO2 输入状态 0: 输入低电平 R 5 GPIO1 输入状态 1: 输入高电平 R 4 GPIO0 输入状态 R 3-0 保留, 不可更改 REG 95H:GPIO3 设置 默认值 :00H VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 41/45

42 7 GPIO3 上升沿 IRQ 或 Wakeup 功能 0:disable 6 GPIO3 下降沿 IRQ 或 Wakeup 功能 1:enable 5-3 保留, 不可更改 2 GPIO3 功能设置 0:NMOS Open Drain 输出 1: 数字输入功能 1 GPIO3 输出设置 0: 输出低电平,NMOS 打开 RW 1 1: 浮空,NMOS 关闭 0 GPIO3 输入状态 0: 输入高电平 R 1: 输入低电平 REG 40H 及 48H:IRQ 使能 1 及 IRQ 状态 1 IRQ 使能 1,REG40H: 默认值 :D8H 7 ACIN 过压 IRQ 使能 RW 1 6 ACIN 接入 IRQ 使能 RW 1 5 ACIN 移出 IRQ 使能 4 VBUS 过压 IRQ 使能 RW 1 3 VBUS 接入 IRQ 使能 RW 1 2 VBUS 移出 IRQ 使能 1 VBUS 可用但小于 V HOLD IRQ 使能 0 保留, 不可更改 IRQ 状态 1,REG48H: 默认值 :00H 7-0 状态位的含义分别对应 40H 的各 bit; 例如 :Bit7 即为 ACIN 过压 IRQ 状态位 REG 41H 及 49H:IRQ 使能 2 及 IRQ 状态 2 IRQ 使能 2,REG41H: 默认值 :FFH 7 电池接入 IRQ 使能 RW 1 6 电池移出 IRQ 使能 RW 1 5 电池激活模式 IRQ 使能 RW 1 4 退出电池激活模式 IRQ 使能 RW 1 3 正在充电 IRQ 使能 RW 1 2 充电完成 IRQ 使能 RW 1 1 电池过温 IRQ 使能 RW 1 0 电池低温 IRQ 使能 RW 1 VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 42/45

43 IRQ 状态 2,REG49H: 默认值 :00H 7-0 状态位的含义分别对应 41H 的各 bit REG 42H 及 4AH:IRQ 使能 3 及 IRQ 状态 3 IRQ 使能 3,REG42H: 默认值 :03H 7 AXP209 内部过温 IRQ 使能 6 充电电流小于设置电流 IRQ 使能 5 保留, 不可更改 4 DC-DC2 输出电压小于设置值 IRQ 使能 3 DC-DC3 输出电压小于设置值 IRQ 使能 2 LDO3 输出电压小于设置值 IRQ 使能 1 PEK 短按键 IRQ 使能 RW 1 0 PEK 长按键 IRQ 使能 RW 1 IRQ 状态 3,REG4AH: 默认值 :00H 7-0 状态位的含义分别对应 42H 的各 bit REG 43H 及 4BH: IRQ 使能 4 及 IRQ 状态 4 IRQ 使能 4,REG43H: 默认值 :01H 7 N_OE 开机 IRQ 使能 6 N_OE 关机 IRQ 使能 5 VBUS 有效 IRQ 使能 4 VBUS 无效 IRQ 使能 3 VBUS Session A/B IRQ 使能 2 VBUS Session End IRQ 使能 1 APS 低压 IRQ 使能 (LEVEL1) 0 APS 低压 IRQ 使能 (LEVEL2) RW 1 IRQ 状态 4,REG4BH: 默认值 :00H 7-0 状态位的含义分别对应 43H 的各 bit REG 44H 及 4C:IRQ 使能 5 及 IRQ 状态 5 IRQ 使能 5,REG44H, 默认值 :00H; VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 43/45

44 7 计时器超时 IRQ 使能 6 PEK 按键上升沿 IRQ 使能 5 PEK 按键下降沿 IRQ 使能 4 保留, 不可更改 3 GPIO3 输入边沿触发 IRQ 使能 2 GPIO2 输入边沿触发 IRQ 使能 1 GPIO1 输入边沿触发或 ADC 输入 IRQ 使能 0 GPIO0 输入边沿触发 IRQ 使能 IRQ 状态 5,REG4CH: 默认值 :00H 7-0 状态位的含义分别对应 44H 的各 bit 注 : 所有 IRQ 状态寄存器对应位写 1 将清除相应状态 REG B8H: 库仑计控制 默认值 :00H 7 库仑计开关控制 6 库仑计暂停控制, 此位写 1 将暂停库仑计数, 同时此位将自清零 5 清除库仑计控制, 此位写 1 会将库仑计清零, 同时此位将自清零 4-2 保留, 不可更改 1-0 解密 start 位, 解密开始后自动清 0 0 解密是否完成 0: 未完成 1: 完成 REG B9H: 电量计量结果 默认值 :7FH 7 计量系统控制 0: 正常工作模式 1: 暂停工作 6-0 计量结果, 百分比 R 7F VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 44/45

45 11. 封装 (Package) AXP209:QFN X-Powers Limited - All rights reserved X-Powers cannot assume responsibility for use of any circuitry other than circuitry entirely embodied in a X-Powers product. No circuit patent licenses, copyrights, or other intellectual property rights are implied. X-Powers reserves the right to make changes to the specifications and products at any time without notice. VQ.QW WPPIQPWE CC Confidential Page 45/45

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