东芝TB62501F内部原理及工作流程.doc

编号名称I/O说明1DISCHARGEI1和2两个引脚都是低电平时，DCIN_DRV是充电状态，BAT_DRV是放电状态，1或2其中某一个为高电平则相反。2-EXTPWRI3S1GATEONI开关控制信号S1_DRV，H=充电，L=放电4S2GATEONI开关控制信号S2_DRV，H=放电，L=关闭5DGNDG逻辑地线（连接系统地线）6M1GATEONI开关控制信号M1_DRV，H=充电，L=放电7M2GATEONI开关控制信号M2_DRV，H=放电，L=关闭85B_ONI开关控制信号5B_DRV，H=充电，L=放电93A_ONI开关控制信号3A_DRV，H=充电，L=放电10CLKINI滞后比较器的振荡输入脚11CLKOUTO滞后比较器的振荡输出脚123B_ONI开关控制信号3B_DRV，H=充电，L=放电13VCC_RD3I电压供给RD3_DRV过载探测器，这个引脚执行相关过载探测14RD3_ONI开关控制信号RD3_DRV，H=充电，L=放电15RD4_ONI开关控制信号RD4_DRV，H=充电，L=放电16VBL_ONI开关控制信号VBL16_DRV，H=充电，L=放电17RD1_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（RD1）185B_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（VCC5B）195BIB_PGS和VCC5B低压保护输入引脚20PGND1G驱动地线（连接到系统地线）213A_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（VCC3A）223AIB_PGS和VCC3A低压保护输入引脚233B_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（VCC3B）243BIA_PGS和VCC3B低压保护输入引脚25VDD15P门驱动的电源输入（12V-17V直流电源）263P_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（VCC3P）273PIVCC3P低压保护输入引脚28PGND2G驱动地线（连接到系统地线）29RD3_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（RD3）30RD3IRD3低压保护输入引脚31RD4_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（RD432RD4IRD4低压保护输入引脚33VBL16_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（VBL16）34VBL16IVBL16电压过低保护输入引脚35RD2_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（RD2）36CPOUT1O主电池充电驱动的输出，它的转换需要采用VCC3M电源供电37CPOUT2O次电池充电驱动的输出，它的转换需要采用VCC5M电源供电38VCPIN24P门驱动电源输入（24V直流电源）39S1_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（S1）40M1_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（M1）41BAT_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（BAT）42DCIN_DRVON沟道MOS管的门驱动电压输出（DCIN）43VCC_RD4O电压供给RD4_DRV过载探测器，这个引脚执行相关过载探测44FIX_RI为参考电流设置电阻的终端45VCC3MP模拟线路电源供电（3.3V5%直流电源）46M2_DRVOP沟道MOS管M2的门驱动电压输出（漏极开路）47S2_DRVOP沟道MOS管S2的门驱动电压输出（漏极开路）48VCC5MP模拟线路电源供电（5V5%直流电源）49A_PGSOVCC3A电源好信号输出（漏极开路）50B_PGSOVCC3B/VCC5B电源好信号输出（漏极开路）51M_PGSOVCC3M/VCC5M电源好信号输出（漏极开路）52-SHDNO系统关闭信号输出（漏极开路）53AGNDG模拟地线（连接系统地线）54BAT_VOLTI电池低保护设置引脚55TH_DELO热敏电阻连接引脚56TESTG测试模式信号引脚（连接系统地线）57VREGIN16P电池供电或电源供电输入（5.5V-17V直流电）58-RESETI复位信号输入引脚593SWO内部调节器产生的3SW输入引脚60RD2_ONIRD2_DRV开关控制信号，H=充电，L=放电613P_ONI3P_DRV开关控制信号，H=充电，L=放电62RD1_ONIRD1_DRV开关控制信号，H=充电，L=放电635M_ONI5M_ON信号输入643M_ONI3M_ON信号输入说明：I表示输入（INPUT）、O表示输出（OUTPUT）、P表示电源（POWER）、G表示接地（GND）东芝双COMS硅陶石集成电路TB62501F用于笔记本电脑的电源管理芯片用途这个芯片用于笔记本电脑，用来控制电源供给线路。概述TB62501F接受多种电源输入和控制每一个RAMP驱动。多种电源输入：VREGIN16（6-16V之间）VCC3M（3.3V）VCC5M（5V）VDD15（15V）RAMP驱动分为六部分：1、5B_DRV，3A_DRV，3B_DRV2、3P_DRV3、VBL16_DRV4、DCIN_DRV，BAT_DRV，M1_DRV，S1_DRV5、RD1_DRV，RD2_DRV6、RD3_DRV，RD4_DRV关于4、5、6部分，由于电路的不同将命名为NDRV，这个芯片具有开启电源、监测电源、关闭电源的功能是通过连接N沟道MOS管送到RAMP驱动终端来实现的。同样，电源中电流过大受外部MOS（VCC5B、VCC3A、VCC3B、VCC3P、RD3、RD4）管监视，关闭信号是规定在任何异常状态下都要遵守。在其他五个电源电压（VCC5M、VCC3M、VCC5B、VCC3A、VCC3B）也要受到监测（PGS线路），此外，它们是两上PDRV线路（M2_DRV和S2_DRV），它是有效的控制电源系统保持不同的电力供应。特征封装LQFP64工序BiCD 0.8um 40V系统结构1、恒流驱动N沟道电源MOS管的开关（RAMP DRIVER）；2、集成PGS电路特有的8%的偏差；3、集成3.3V稳压器（-3%+4%）；4、集成驱动的电荷泵；5、所有逻辑输入COMS输入（兼容TTL电平输入）；低功耗（拨掉电池80A关机20A）从上面表格中可以看出，这个电源管理芯片的供电只有五个，那就是在第三竖栏I/O项目中标为P电源符号的引脚，其中包括25脚VDD15、38脚VCPIN24、45脚VCC3M、48脚VCC5M、57脚VREGIN16五个电压，这几个供电引脚上每一个引脚的上电顺序不同，最先是VREGIN16和VCPIN24，接着就VCC5M和VCC3M，最后是VDD15这个电压信号，下面把这几个电压不同情况下芯片工作状态列举出来。说明：表示有电源；表示没电源；表示已关闭；Operate表示在运行；All表示全部MOS打开。TB62501F内部结构原理框图实例分析：东芝TB62501F这个芯片在笔记本电脑中应用比较广泛，尤其是在IBM和东芝笔记本电脑中应用更是占绝大多数，网上也很少这个芯片的详细资料，上面这张图片是我从T40电路图中截取的，我仔细分析一下把这个芯片分为四部分：蓝色线圈内供电部分、绿色线圈内电池放电部分、黄色线圈内是电压开启信号部分、紫色线圈内是开机后芯片发出的电源好信号，剩下的52脚是送往MAX1631芯片23脚的开关信号，55脚是整个主板温度监测引脚，这个引脚通过温度来判断主板是不是有短路引起电流过大，因为这个引脚上用的都是热敏电阻，并且每个热敏电阻都靠近各个大电压的MOS管。在T40电路中这个芯片首先是从电源或电池通过二极管D10、D19、D23后面得到VREGIN16电压信号，经过电阻R413(有些主板是R422)送到第57脚，还经过R817送至第34脚，这时芯片开始自检，首先是内部检测第55和52脚温控是否正常，再就是检测第54脚电压是否正常，如果只是电池供电时，电压太低或者是异常偏高的话芯片都不会工作，一切正常后芯片开始在10脚和11脚产生时钟，并且在第44脚输出基准电压，最后在第58复位后芯片正式开始第一步工作。第59脚输出VCC3SW电压信号，这个VCC3SW电压信号主要是送给IBM专用芯片PMH_4供电，同时第52脚发出PWRSHUTDWN开关信号送给MAX1631，而IBM专用芯片PMH_4在收到VCC3SW供电后也发出一个开关信号经过电阻R866后形成VCC5M_ON送给MAX1631的第7脚和第28脚，这时主板待机电压VCC5M和VCC3M产生。在VCC5M和VCC3M供电送到TB62501F之前还有一个VINT16的电压经过第36和37脚升压后成24V供给第38脚，这个VCPIN24的电压主要是给VBL16_DRV这个驱动信号提供电源，因为这个VBL16_DRV驱动22V必须得高于VBL16上屏供电电压16V，而VCPIN24却又要比VBL16_DRV驱动电压还要高，所以这个供电不得不进行升压。另外还有一个VDD15也是类似VCPIN24的功能，都是给其他驱动电压(3A_DRV、3B_DRV、5A_DRV、5B_DRV)提供电源的。随着VCC5M和VCC3M电压的到来，芯片的第51就产生MPWRG这个电源好信号送给南桥和PMH4这两个芯片，这时芯片等待其他芯片工作正常后一起进入待机状态，等待用户发出开机指令。在芯片等待开机的同时下面绿色区域主要是负责电池供电的功能也在发挥作用，首先是芯片的第2脚根据电压情况来判断是外部电源供电还是电池供电，因为第2脚的-EXTPWR信号是从T40电路图62页的电阻R110送来的，如果有外接电源的话，那么经过保险F2的DOCK_PWR16_F电压信号再通过电阻R870形成+16VSRC就会导通MOS管Q73从而使电阻R110上的VCC3SW电压对地拉低，相反在没有外接电源时VCC3SW会经过电阻R110送回芯片的第2脚，同时-EXTPWR这个信号还会送给单片机和PMH4芯片，这时PMPH4发送信号给上图中绿色区域左边上面四个引脚，这时右边上面五个引脚开始工作导通电池供电电路的开关管，相反则关闭这些引脚同时还会打开右边最下面那个42脚的信号，这样就可以保证外接电源可以顺利进入主板，另外单片机在通过D7二极管探测到-EXTPWR信号是低电压时就知道是外接