Справочный материал для платформ ArmSoM. Это описание микросхемы RK860, а не утверждение о её наличии на каждой плате ArmSoM. Перед применением проверьте вариант RK860-0/1/2/3, схему платы, топологию питания, адрес I2C и драйвер BSP. Документ не задаёт конкретные SoC, SDK/BSP или версию ядра. Характеристики на графиках приведены изготовителем и не являются измерениями ArmSoM; аппаратная проверка не выполнялась.
Источник: Rockchip_RK860_Datasheet_V1.6-20221117.pdf, Rev 1.6, 20 страниц PDF. Предоставлен только английский оригинал. Во всех четырёх версиях используются его исходные английские рисунки; китайских исходных рисунков нет. Техническая часть охватывает главы 1–7 (страницы PDF 6–20). Противоречия оригинала перечислены в конце.
1. Введение
1.1 Обзор
RK860 — высокоэффективный синхронный понижающий DC/DC-стабилизатор с частотой 2.4MHz, входным напряжением 2.7V–5.5V и выходным током до 7A. Основной и синхронный ключи имеют низкое RDS(ON), уменьшающее потери проводимости. Через I2C выход задаётся от 0.7125V до 1.5V с шагом 12.5mV либо от 0.5V до 1.5V с шагом 6.25mV. Используется компактный низкопрофильный корпус WLCSP 1.65mm × 2.05mm-20.
1.2 Основные характеристики
- Вход: 2.7V–5.5V.
- Частота 2.4MHz позволяет уменьшить внешние компоненты.
- Типовой ток покоя: 70uA при VIN=3.8V, Temp=25°C.
- Сопротивление PFET/NFET: список характеристик оригинала указывает 24mohm/16ohm @ VIN=3.8V, а таблица электрических параметров — 24mΩ/16mΩ. Это противоречие единиц нельзя устранять предположением.
- Программируемый выход: 0.7125V–1.5V / 12.5mV на шаг либо 0.5V–1.5V / 6.25mV на шаг.
- Непрерывный выходной ток 7A.
- Поддержка дросселя 0.24uH и двух керамических выходных конденсаторов 22uF.
- Защита с периодическими попытками запуска при коротком замыкании.
- Встроенные защиты OCP по каждому циклу и VIN-OVP/UVLO/DIE-TSD.
- Соответствие RoHS, отсутствие галогенов.
- Компактный корпус WLCSP 1.65 × 2.05-20.
1.3 Типовые схемы включения
Рисунок 1-1. Типовое включение (английский оригинал).
Рисунок 1-2. Особый случай с C1≥1uF, AP/CAP и трассировкой платы (английский оригинал).
1.4 Расположение выводов
Рисунок 1-3. Расположение выводов, вид сверху (английский оригинал).
1.5 Назначение выводов
| Номер | Имя | Функция | I/O |
|---|---|---|---|
| D1,D2,E1,E2 | VIN | Вход питания. Не менее двух керамических конденсаторов 10uF между VIN и GND для входной фильтрации, максимально близко к выводам. | Питание |
| D3,D4,E3,E4 | LX | Коммутируемый узел; подключить к соответствующему узлу дросселя. | Выход |
| B2,B3,C1,C2,C3,C4 | GND | Силовая земля. | Земля |
| B4 | AGND | Аналоговая земля. | |
| A1 | VSEL | Низкий уровень: VOUT задаётся VSEL0; высокий: VSEL1. | Вход |
| A2 | EN | Разрешение, активный высокий уровень; не оставлять неподключённым. | Вход |
| A3 | SCL | Тактовая линия I2C. | Вход |
| B1 | SDA | Двунаправленные данные I2C, открытый сток (опечатка оригинала: «Open darin»). | I/O |
| A4 | VOUT | Измерение выхода; подключать у выходного конденсатора. | Выход |
2. Электрические характеристики
Примечание 1: Превышение предельно допустимых значений может необратимо повредить прибор. Это только пределы воздействия; работа вне рабочих условий не подразумевается. Длительное воздействие предельных условий может снизить надёжность.
Примечание 2: Работа вне рекомендуемых условий не гарантируется.
2.1 Предельно допустимые значения (примечание 1)
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Напряжение VIN | 6.0 | V |
| Напряжения остальных выводов | VIN+0.6 | V |
| Непрерывная рассеиваемая мощность PD @ TA=25°C, WCSP4*5-20 | 0.5 | W |
| Температура перехода TJ | -40~150 | °C |
| Температура выводов, пайка 10 секунд, TSOLDER | 260 | °C |
| Температура хранения TS | -65~150 | °C |
| ESD HBM | 2000 | V |
| ESD CDM | 1000 | V |
2.2 Рекомендуемые условия работы (примечание 2)
| Параметр | Обозначение | Значение | Единица |
|---|---|---|---|
| Входное напряжение питания | VIN | 2.7~5.5 | V |
| Выходное напряжение | VOUT | 0.5~1.5 | V |
| Индуктивность | L | 0.22~0.47 | uH |
| Входная ёмкость | CIN | >10 | uF |
| Выходная ёмкость | COUT | 44~88 | uF |
| Температура перехода | Tj | -40~125 | °C |
| Температура окружающей среды | Ta | -40~85 | °C |
2.3 Электрические параметры
Если не указано иное: типовая схема, VIN=3.8V, VOUT=1.0V, L=0.24uH, COUT=22uF*2, TA=25°C. Пустые ячейки сохранены из оригинала и не означают ноль.
| Параметр | Обозначение | Условие | Мин. | Тип. | Макс. | Единица |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Порог UVLO VIN | VIN_UVLO | Vin растёт | 2.55 | 2.65 | V | |
| Гистерезис UVLO VIN | VIN_UVLO_HYS | Vin падает | 150 | mV | ||
| Порог OVP VIN | VIN_OV | Vin растёт | 6 | V | ||
| Гистерезис OVP VIN | VIN_OV_HYS | Vin падает | 200 | mV | ||
| Ток покоя | Iq | Без переключения, vfb=105%Vref | 70 | uA | ||
| Ток в выключенном состоянии | Isd | EN=L | 0.1 | uA | ||
| Ток при программном выключении | Isd_soft | EN=H, BUCK_EN=L | 25 | uA | ||
| Время внутреннего плавного пуска | Tss | Vout=1.0V, от фронта BUCK_EN до Vout>92% | 260 | uS | ||
| Частота генератора | Fclk | PWM / FPWM | 2.2 | 2.4 | 2.6 | MHz |
| Сопротивление разряда | Rdisc | EN=L/BUCK_EN=0 | 150 | Ω | ||
| Высокий порог входов EN/VSEL | VIH | 1.1 | V | |||
| Низкий порог EN/VSEL (в оригинале общий заголовок высокого порога) | VIL | 0.4 | V | |||
| Высокий порог SDA/SCL | VIH | 1.26 | V | |||
| Низкий порог SDA/SCL (в оригинале общий заголовок высокого порога) | VIL | 0.54 | V | |||
| Точность Vout, ошибка выходного напряжения | VREG1 | Принудительный PWM, VOUT=1.0V | -0.6 | +0.6 | % | |
| Точность Vout, ошибка выходного напряжения | VREG2 | Auto PFM, VOUT=1.0V | -1.5 | 1.5 | % | |
| PMOS RDS(ON) | RDS(ON)P | VIN → LX, VIN=3.8V | 24 | mΩ | ||
| NMOS RDS(ON) | RDS(ON)N | LX → GND, VIN=3.8V | 16 | mΩ | ||
| Максимальный ток PMOS | Ipeak | 8.5 | A | |||
| Максимальный ток NMOS | Ivalley | 7.0 | A | |||
| Температура теплового отключения | TSD | Порог при повышении | 150 | °C | ||
| Гистерезис теплового отключения | TSD_HYS | 25 | °C |
3. Варианты микросхемы
| DIE-ID | I2C-ADDR (7 бит) | Диапазон Vout / V | Vout по умолчанию / V | STEP / mV | DIE_ID |
|---|---|---|---|---|---|
| RK860-0 | 40H | 0.7125-1.5 | 1.0 | 12.5 | 0X8 |
| RK860-1 | 41H | 0.7125-1.5 | 1.0 | 12.5 | 0X8 |
| RK860-2 | 42H | 0.5-1.5 | 0.8 | 6.25 | 0XA |
| RK860-3 | 43H | 0.5-1.5 | 0.8 | 6.25 | 0XA |
4. Описание регистров
VSEL0_A — 0x00
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7 | RW | 0x1 | BUCK_EN0: программное разрешение BUCK. 1: включить; 0: выключить. Низкий внешний EN выключает стабилизатор; при высоком EN управление определяется BUCK_EN. |
| 6 | RW | 0x0 | MODE0: 0 разрешает автоматический PFM при малой нагрузке; 1 принудительно включает PWM. |
| 5:0 | RW | 0x17 | NSEL0: шаг 12.5mV, только DIE_ID=0X8. 000000=0.7125V; 000001=0.7250V; 000010=0.7375V; …… 010111=1.0000V; …… 111111=1.5V; |
VSEL1_A — 0x01
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7 | RW | 0x1 | BUCK_EN1: программное разрешение BUCK-LOOP. 1: включить; 0: выключить. Низкий внешний EN выключает стабилизатор; при высоком EN управление определяется BUCK_EN. |
| 6 | RW | 0x0 | MODE1: 0 разрешает автоматический PFM при малой нагрузке; 1 принудительно включает PWM. |
| 5:0 | RW | 0x17 | NSEL1: шаг 12.5mV, только DIE_ID=0X8. 000000=0.7125V; 000001=0.7250V; 000010=0.7375V; …… 010111=1.0000V; …… 111111=1.5V; |
Control_Register — 0x02
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7 | RW | 0x1 | Output Discharge: 0 отключает разрядный резистор; 1 включает его. |
| 6:4 | RW | 0x0 | Slew Rate: скорость повышения напряжения. 000 = 10mV/0.15us 001 = 10mV/0.3us 010 = 10mV/0.6us 011 = 10mV/1.2us 100 = 10mV/2.4us 101 = 10mV/4.8us 110 = 10mV/9.6us 111 = 10mV/19.2us |
| 3:0 | RW | 0x0 | Всегда читается 0. RESET: запись 1 сбрасывает все регистры к исходным значениям. Оригинал не выделяет конкретный бит RESET в 3:0; перед записью проверьте реализацию. |
ID1 Register — 0x03
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7:5 | R | 0x4 | VENDOR: код изготовителя Rockchip. |
| 4 | R | 0x0 | Зарезервировано; всегда читается 0. |
| 3:0 | R | 0x8/0xA | DIE_ID: 0x8 — 0.7125V–1.5V с шагом 12.5mV; 0xA — 0.5V–1.5V с шагом 6.25mV. |
ID2 Register — 0x04
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7:4 | R | 0x0 | Зарезервировано; всегда читается 0. |
| 3:0 | R | NA | NA |
PGOOD Register — 0x05
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7 | R | 0x0 | PGOOD: 1 — преобразователь включён, плавный пуск завершён (Vout>92% заданного значения); 0 — отклонение Vout. |
| 6 | R | 0x0 | TSD: тепловое отключение. 1: Tdie>150°C; 0: Tdie<125°C. |
| 5 | R | 0x0 | IOVP: состояние отключения при перенапряжении входа. 1: VIN>6V; 0: VIN<5.8V. |
| 4 | R | 0x0 | UVLO: блокировка при пониженном входном напряжении. 1: VIN<2.4V; 0: VIN>2.55V. |
| 3:0 | R | 0x0 | Зарезервировано. |
VSEL0_B Register — 0x06
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7:0 | R/W | 0x30 | NSEL0: выбран при VSEL=L; только DIE_ID=0XA. 00,000,000 = 0.5V 00,000,001 = 0.50625V 00,000,010 = 0.51250V …… 00,110,000 = 0.8V …… 10,100,000 = 1.5V >10,100,000 = 1.5V |
VSEL1_B Register — 0x07
| Биты | Доступ | Сброс | Описание |
|---|---|---|---|
| 7:0 | R/W | 0x30 | NSEL1: выбран при VSEL=H; только DIE_ID=0XA. 00,000,000 = 0.5V 00,000,001 = 0.50625V 00,000,010 = 0.51250V …… 00,110,000 = 0.8V …… 10,100,000 = 1.5V >10,100,000 = 1.5V |
5. Типовые рабочие характеристики
Все графики ниже взяты из оригинала и не являются измерениями ArmSoM. При интерпретации учитывайте указанные режимы.
КПД в зависимости от тока нагрузки: Vin=3.3V, 4.2V, 5.0V (английский оригинал).
Пульсации в зависимости от тока нагрузки: Vin=3.8V (английский оригинал).
Выключение через разрешение: Vin=3.8V, Vout=0.8V, Iout=7A (английский оригинал).
Запуск через разрешение: Vin=3.8V, Vout=0.8V, Iout=7A (английский оригинал).
Переходный процесс нагрузки: Vin=3.8V, Vout=0.8V, Iout=0.05~3A, 1A/uS (английский оригинал).
Переходный процесс нагрузки: Vin=3.8V, Vout=0.8V, Iout=0.1~7A, 1A/uS (английский оригинал).
Защита от КЗ: Vin=3.8V, Vout=0.8V, Iout=7A~КЗ (английский оригинал).
Защита от КЗ: Vin=3.8V, Vout=0.8V, Iout=КЗ~7A (английский оригинал).
6. Информация о корпусе
6.1 Заказ
| Прибор | Маркировка | RoHS | Корпус | Количество |
|---|---|---|---|---|
| RK860-0 | D0 | Соответствует | WLCSP20 (pitch 0.4mm) | 5000 шт./лента |
| RK860-1 | D1 | Соответствует | WLCSP20 (pitch 0.4mm) | 5000 шт./лента |
| RK860-2 | D2 | Соответствует | WLCSP20 (pitch 0.4mm) | 5000 шт./лента |
| RK860-3 | D3 | Соответствует | WLCSP20 (pitch 0.4mm) | 5000 шт./лента |
6.2 Маркировка сверху
Маркировка сверху (английский оригинал). DX: маркировка прибора; YY: код даты; M: код корпуса; XXXXX: партия кристалла, возможны буквы; отмечен первый вывод. На рисунке DA/DB/DC/DD соответствуют RK860-0/1/2/3, тогда как таблица заказа использует D0/D1/D2/D3. Уточните у поставщика.
6.3 Размеры
Рисунок 6-1. WLCSP20, шаг 0.4mm; все размеры в mm (английский оригинал).
- Требование копланарности относится к выводам, угловым выводам и площадке крепления кристалла.
- Размер φb относится к металлизированному выводу и измеряется на расстоянии 0.15mm–0.30mm от его конца. Если на другом конце имеется необязательное скругление, φb в зоне скругления не измеряют.
- Для разводки платы рекомендуется размер φb 0.15mm.
6.4 Рекомендации по разводке
Разводка платы непосредственно влияет на работу прибора.
- Разместите CIN максимально близко к выводам для уменьшения входных помех.
- Минимизируйте площадь меди узла SW, уменьшая коммутационные помехи.
- Проводник обратной связи от COUT к VOUT не должен проходить рядом с SW, чтобы уменьшить наводки.
- Максимизируйте площадь меди GND для отвода тепла и экранирования. Подходящие сквозные переходы под площадкой земли улучшают токовый контур.
- Площадки GND конденсаторов CIN, COUT и микросхемы должны находиться на одной стороне либо достаточно близко.
- При длинной обратной связи оригинал требует следовать рисунку 6-2: C1 разместить у COUT, вывод VOUT подключить со стороны CAP. Фактически специальная разводка в тексте обозначена как рисунок 6-4; учитывайте расхождение нумерации.
Рисунок 6-3. Обычная разводка платы (английский оригинал).
Рисунок 6-4. Разводка для особых случаев (английский оригинал).
7. Тепловой режим
7.1 Обзор
Для надёжности и работоспособности абсолютная максимальная температура перехода RK860 должна оставаться ниже 150°C. Тепломеханическая конструкция смартфона, планшета, навигатора и аналогичных устройств, программное управление температурой и наиболее тяжёлые режимы могут приводить к более высокой температуре перехода. Рекомендуется моделировать тепловой режим устройства по измеренной мощности наиболее неблагоприятного сценария.
7.2 Тепловые характеристики корпуса
Во вводном тексте оригинала следующая таблица названа «Table 1-1», но её подпись — Table 7-1.
| Таблица 7-1: корпус WLCSP20 | PD @ TA=25°C, WCSP4*5-20 / W | θJA, двухслойная плата, переход–среда / °C/W | θJC, двухслойная плата, переход–компонент / °C/W |
|---|---|---|---|
| RK860 | 0.5 | 64.44 | 17.76 |
Таблица 7-2. Температуры классификации эвтектического процесса SnPb (TC)
| Толщина корпуса | Объём <350 mm³ | Объём ≥350 mm³ |
|---|---|---|
| <2.5 mm | 235°C | 220°C |
| ≥2.5 mm | 220°C | 220°C |
Таблица 7-3. Температуры классификации бессвинцового процесса (TC)
| Толщина корпуса | Объём <350 mm³ | Объём 350–2000 mm³ | Объём >2000 mm³ |
|---|---|---|---|
| <1.6 mm | 260°C | 260°C | 260°C |
| 1.6 mm–2.5 mm | 260°C | 250°C | 245°C |
| >2.5 mm | 250°C | 245°C | 245°C |
- Изготовитель прибора, но не сборщик платы/пользователь, может разрешить превышение максимальной пиковой температуры корпуса TP относительно указанных в оригинале «Tables 1-2 or 1-3» (фактически показаны 7-2 и 7-3). Повышение Tp не меняет температуру классификации Tc.
- Объём корпуса не включает внешние выводы — шарики, выступы, контактные площадки, ножки — и неинтегральные радиаторы.
- Максимальная температура при оплавлении зависит от толщины и объёма корпуса. Конвекционное оплавление уменьшает градиенты между корпусами, но различия тепловой массы SMD могут сохранять градиенты.
- Уровни влагочувствительности компонентов для бессвинцовой сборки оцениваются по бессвинцовым температурам и профилям, обозначенным в оригинале как «Tables 4.2 and 1-4», независимо от наличия свинца в самих компонентах. Эти ссылки противоречивы и требуют проверки.
- SMD-корпуса, классифицированные по прежним J-STD-020, JESD22-A112 (отменён) или IPC-SM-786 (отменён), не требуют повторной классификации, если не изменяются уровень или пиковая температура классификации.
Таблица 7-4. Профили оплавления для классификации
| Параметр профиля | Эвтектическая сборка Sn-Pb | Бессвинцовая сборка |
|---|---|---|
| Минимум прогрева/выдержки Tsmin | 100°C | 150°C |
| Максимум прогрева/выдержки Tsmax | 150°C | 200°C |
| Время от Tsmin до Tsmax, ts | 60–120 s | 60–120 s |
| Средняя скорость нагрева Tsmax–Tp | ≤3°C/s | ≤3°C/s |
| Температура ликвидуса TL | 183°C | 217°C |
| Время при ликвидусе tL | 60–150 s | 60–150 s |
| Пиковая температура корпуса Tp* | Источник: Table 1-2 (фактически 7-2) | Источник: Table 1-3 (фактически 7-3) |
| Время tp** в пределах 5°C от температуры классификации Tc | 20** s | 30** s |
| Средняя скорость охлаждения Tp–Tsmax | ≤6°C/s | ≤6°C/s |
| Время от 25°C до пика | ≤6 min | ≤8 min |
- Допуск пиковой температуры Tp является нижней границей для поставщика и верхней для пользователя.
** Допуск времени при пиковой температуре Tp является нижней границей для поставщика и верхней для пользователя.
- Все температуры относятся к центру поверхности корпуса, обращённой вверх при оплавлении (live-bug; в оригинале опечатка «ive-bug»). При иной ориентации, например dead-bug, Tp должно находиться в пределах ±2°C от live-bug Tp и удовлетворять Tc; иначе профиль корректируют. Для точного измерения пиковой температуры корпуса используйте рекомендации JEP140 по термопарам.
- Эти профили предназначены для классификации/предварительной подготовки, а не для задания технологии сборки платы. Рабочие профили определяются процессом и конструкцией платы и не должны превышать параметры, названные в оригинале «Table 1-4» (фактически 7-4). Например, при Tc=260°C и времени Tp=30 секунд поставщик должен достичь не менее 260°C и выдержать не менее 30 секунд выше 255°C; пользователь не должен превышать 260°C или 30 секунд выше 255°C.
- Каждый компонент тестовой загрузки должен удовлетворять профилю классификации.
- SMD-корпуса, классифицированные по прежним J-STD-020, JESD22-A112 (отменён) или IPC-SM-786 (отменён), не требуют повторной классификации, если не меняются уровень или пиковая температура классификации.
Профиль классификации (подпись оригинала: «Figure 5-1», английский оригинал).
Противоречия источника и границы проверки
- Страница PDF 6: единицы PFET/NFET противоречат странице 10; обе формы сохранены выше.
- Страницы 6 и 16: номинальные размеры 1.65 × 2.05 отличаются от чертежа 1.61±0.025 × 2.01±0.025; уточните применимый чертёж.
- Страницы 7–8 требуют как минимум двух входных конденсаторов 10uF; страница 9 задаёт CIN>10uF. Оба условия сохранены, без скрытого отождествления.
- Страница 12: для RESET не указан отдельный бит в 3:0.
- Страница 16: маркировки D0–D3 в заказе и DA–DD на рисунке различаются.
- Перекрёстные ссылки в главах 6–7 противоречивы: рисунок 6-2/6-4 и таблицы 1-1/1-2/1-3/1-4/4.2 вместо таблиц главы 7.
- Ipeak/Ivalley названы максимальными токами, но значения находятся в столбце MIN исходной таблицы; расположение сохранено.
- Адреса регистров, значения сброса, числовые пределы и соответствие вариантам не изменялись. Совместимость с конкретными платами ArmSoM и результаты измерений не предполагались.