nRF52. Power - Power Supply. USB Supply 포함

 

 

nRF52 Power - Power Supply 

- 아래 MCU 블럭도에서 붉은 박스 부분. 

- 여러 개의 LDO 와 DC/DC regulator 들로 구성되어 시스템 전체에 전원공급. 

 

 

 

Features

 

• On-chip LDO and DC/DC regulators 

• Global System ON/OFF modes 

• Individual RAM section power control for all system modes 

• Analog or digital pin wakeup from System OFF 

• Supervisor hardware to manage power-on reset, brownout, and power failure 

• Auto-controlled refresh modes for LDO and DC/DC regulators to maximize efficiency 

• External circuitry supply 

• Separate USB supply

• 칩내부에 2개의 regulator REG0, REG1 내장되어있고 2개 각각 LDO, DC/DC 모두 구비됨.

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Main Supply

 

1. 주전원공급은 핀 VDD 혹은 VDDH 에 인가된다. 

2. 상기1의 핀 VDD, VDDH 2개 모두에 동일 전원공급되면 칩은 normal voltage mode로 진입한다.

3. 상기1의 핀 VDDH 에만 전원공급되고, VDD 에는 전원공급하지 않으면 칩은 high voltage mode 로 진입한다. 

 

 

normal voltage mode 

공급전압 범위 : 1.7V ~ 3.6V. Typ.3.0V. passcon for pin VDD : 2.7uF~5.5uF, Typ. 4.7uF. 

칩내부 레귤레이터 사용 : REG1 만 사용하게 되고, REG0은 자동으로 disable 됨. 

 

 

high voltage mode 

공급전압 범위 : 2.5V ~ 5.5V. Typ. 3.7V

칩내부 레귤레이터 사용 : REG0, REG1 모두 사용. 

REG0의 출력전압은 레지스터 REGOUT0 에서 설정가능하고, REG0 출력전압은 VDD(REG1 의 입력임) 로 인가된다.

 

 

레지스터 MAINREGSTATUS : 현재의 voltage mode 를 확인가능  

 

 

 

REG0, REG1

칩내부에 2개의 regulator REG0, REG1 내장되어있고 2개 각각 LDO, DC/DC 모두 구비됨.

기본 상태 : LDO enable and DC/DC disable. 

레지스터 DCDCEN0 : REG0 의 DC/DC enable 시키면 LDO 는 disable 된다.

레지스터 DCDCEN : REG1 의 DC/DC enable 시키면 LCDO 는 disable 된다. 

 

DC/DC enable 시킨 경우 외부 LC 필터가 필수 연결되어야 한다. LC필터없이는 디버그 연결도 안되고, 칩동작 안됨. 

DC/DC 활용한 경우의 장점 : LDO 대비 전체 전류 소모량이 줄어든다. 

 

 

GPIO high voltage 

GPIO 출력의 1 상태에 해당하는 전압은 VDD 핀에 인가된 전압과 동일하다. 

즉, normal voltage mode 인 경우엔 VDD 에 외부에서 인가한 전압, high voltage mode 에서는 레지스터 REGOUT0 에서 설정한 전압이 VDD 에 인가되므로 레지스터 REGOUT0 (아래 그림) 에서 설정한 전압. 

 

 

 

 

외부회로 전원공급.

high voltage mode 에서는 REG0 의 출력이 VDD 로 인가되고, VDD 핀의 출력전압을 외부회로의 전원공급용으로 사용가능하다. 

전류공급능력 : system off 상태 1mA, rf power 4dBm 초과 상태 5mA, rf power 4dBm 이하일때 25mA. 

 

 

Regulator 설정예. 

2개의 voltage mode (normal/high) 와 각 REG0, REG1 각각의 LDO, DC/DC 2개의 선택상황 이 가능하므로 총 4 종류 설정가능. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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USB Supply 

- nRF52840 Only. 

 

When using the USB peripheral, a 5 V USB supply needs to be provided on the VBUS pin. 

 

The USB peripheral has a dedicated internal voltage regulator for converting the VBUS supply to 3.3 V used by the USB signalling interface (D+ and D- lines, and pull-up on D+). 

 

The rest of the USB peripheral (USBD) is supplied through the main supply like any other on-chip feature. 

 

As a consequence, both VBUS and either VDDH or VDD supplies are required for USB peripheral operation. 

 

 

event USBDETECTED, USBREMOVED

 

USBDETECTED event : sent when VBUS rises into its valid range 

USBREMOVED event  : sent when VBUS goes below its valid range. 

Use these events to implement the USBD start-up sequence described in the USBD chapter. 

 

When VBUS rises into its valid range while the device is in System OFF, the device resets and transitions to System ON mode. The RESETREAS register will have the VBUS bit set to indicate the source of the wake-up. See VBUS detection specifications on page 79 for the levels at which the events are sent (VBUS,DETECT and VBUS,REMOVE) or at which the system is woken up from System OFF (VBUS,DETECT).

When the USBD peripheral is enabled through the ENABLE register and VBUS is detected, the regulator is turned on. A USBPWRRDY event is sent when the regulator's worst case settling time has elapsed, indicating to the software that it can enable the USB pull-up to signal a USB connection to the host. The software can read the state of the VBUS detection and regulator output readiness at any time through the USBREGSTATUS register.

 

 

To ensure stability, the input and output of the USB regulator need to be decoupled with a suitable decoupling capacitor. See Reference circuitry on page 528 for the recommended values. 

 

 

 

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nRF5 SDK 에서 제공되는 Power Driver 

 

제조사 제공정보 : https://www.nordicsemi.com/DocLib/Content/SDK_Doc/nRF5_SDK/v15-2-0/group__nrfx__power 

- 현재(2019년 1월 13일 ) nRF5 SDK 최신버전인 15.2.0 의 POWER Driver 로 링크 한것이며, 이후 신규 버전 나오면 신규 버전것을 볼것.

- Power driver 를 코드내에서 사용할 일은 주로 전원관련 이벤트 받을때 사용됨. 예 : USB 연결시 USB전원이벤트 받기등. 

 

 

 

 

Reset

 

 

retained resisters

Nordic Semiconductor Infocenter

 

 

 

 

본 글 포함된 상위 정리글    https://igotit.tistory.com/244 의 nRF52

 

 

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첫등록 : 2019년 1월 13일

최종수정 : 2021.03.24

 

본 글 단축주소 : https://igotit.tistory.com/2050

 

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