MMPF0100 电源管理芯片(PMIC)数据手册精华

来源:NXP 官方 datasheet(137 页 text_based,2015 版),飞凌 i.MX6 资料包”数据手册”目录。PF0100 是 i.MX6 系列的配套 PMIC,飞凌 OKMX6 底板电源树设计的基础。与 i.MX6系列应用处理器-选型速查、i.MX6Dual-6Quad功耗测量报告-AN4509 配套阅读。

芯片定位

  • 14 通道可配置 PMIC(SMARTOS 工艺):最多 6 路 Buck + 6 路 LDO + Boost + DDR 参考电压 + RTC 供电源 + 纽扣电池充电,单芯片供整套嵌入式系统(处理器+内存+外设)
  • 56 QFN 8×8mm 封装;E-Type(消费级 -4085°C)与 WF-Type 可润湿侧翼(工业级,AN 后缀 -40105°C)
  • 内置 OTP 存储器:预编程版本(F0/F1/F2/F3/F4/F6/FA 代码对应不同参考设计电压时序)或 NP 空白片自编程
  • 典型应用:平板、IPTV、电子阅读器、机顶盒、工业控制、医疗监测、家居自动化——即 i.MX6 全场景

电源树核心参数(Table 28)

电源电压范围步进最大电流典型用途
SW1A/B0.3–1.875 V25 mV2500 mA/相VDD_ARM/VPU 核压
SW1C0.3–1.875 V25 mV2000 mA核压第三相
SW20.4–3.3 V25/50 mV2000 mAVDD_SOC
SW3A/B0.4–3.3 V25/50 mV1250 mA/相(并/双相 2500)DDR/VDD_GPU
SW40.5×SW3A_OUT 或 0.4–3.3 V25/50 mV1000 mADDR 端接
SWBST5.0–5.15 V Boost50 mV600 mAUSB/OTG 5V
VGEN1/20.80–1.55 V50 mV100/250 mA模拟/codec
VGEN3–61.8–3.3 V100 mV100–350 mA外设 IO/相机/传感器
VSNVS1.0–3.0 V—0.4 mA常电(standby 域),可由纽扣电池供电
VREFDDR0.5×SW3A_OUT—10 mADDR 端接参考(推荐 SW3 供入)
  • 主输入 VIN 2.8–4.5 V;UVDET 上升 3.1 V / 下降 2.65 V;所有 Buck 输入必须直连 VIN(无论开关状态)
  • 接口信号:PWRON(开关机)、STANDBY(挂起保持压切换)、RESETBMCU、SDWNB(关断)、INTB(中断),全 I²C 控制

工作与切换模式

  • Buck 三模式:PFM(轻载省电)/ APS(自动移相)/ PWM(重载低纹波),可由 I²C、进出 Standby/Sleep、负载变化自动切换
  • 每路独立 ON/OFF/Standby/Sleep 四态;Sleep 下按 SWxOMODE 决定保持输出(PFM 模式+Sleep 电压寄存器值)或关断
  • 过流:逐周期限流,持续 >8 ms 触发故障中断;另有热保护与欠压检测关机

DVS 动态调压(配合 DVFS 的关键机制)

  • 三档电压集:Normal(SWx[6:0])/ Standby(SWxSTBY,通常设处理器最低保持压)/ Sleep(SWxOFF),按 STANDBY 引脚与开关事件自动换挡
  • 斜坡速率可编程:SW1x 默认 25 mV/4 µs(四档 2/4/8/16 µs),SW2/3/4 默认 25 mV/10 µs——i.MX6 核电压随频率切换的平滑过渡由此保证(呼应 AN4509 的 DVFS 电压-频率表)

OTP 与版本注意

  • PF0100 vs PF0100A:A 版 SILICON REV=0x21;VSNVS 限流提升;移除 FUSE_POR XOR 逻辑(A 版编程必须置齐 FUSE_POR1/2/3);修复 ER19/ER20/ER22 勘误
  • 选型表:F1 对应 MCIMX6SLEVK;SoloLite 板推荐用 F3 替代 F1、F4 替代 F2;F6 对应 MCIMX6SX-SDB
  • 原型验证可用 OTP 编程模式逐位烧写;量产选预编程片

工程要点

  1. 飞凌 OKMX6 底板 VDD_ARM/VPU/SOC/DDR 四域全由 SW1A/B/C+SW2/SW3 供电,画电源或查不上电故障先对照本表电源树
  2. VSNVS 常电域接纽扣电池后 RTC 与 standby 寄存器不掉电——设备”假死”先量 VSNVS
  3. 软件侧 power key 长按语义、standby 保持压都在 OTP 固化,改行为需重写 PF0100 OTP 或 I²C 运行时覆盖