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24 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de spannung darf laut der Raspberry Pi Foundation im Bereich von 4 5 Vbis zu 5 5 Vliegen was bedeutet dass auch eine Versorgung durch Batterien und Akkus möglich ist Der PAM2306 2 unterstützt einen Shutdown-Modus der beim Raspberry Pi allerdings nicht zur Anwendung kommt Die im Bild 2 gezeigte Schaltung mit dem PAM2306 gilt für die Raspberry-PiModelle die nach der ersten Generation erschienen sind also für A+ B+ Compute Module 1 2B 3 und 3B sowie die ZeroBoards Bei den Versionen Raspberry Pi 3B+ 3A+ und 4B 3 wird demgegenüber Stromversorgung Einplatinen-Rechner eine andere Schaltung mit dem MXL7704 von MaxLinear realisiert wie es noch gezeigt wird Mit dem PAM2306-Regler werden die beiden Ausgangsspannungen von 3 3 Vund 1 8 Verzeugt während für die 2 5 Vein separater Linearregler Low Dropout vom Typ AP7115 max 150 mA eingesetzt wird der ebenfalls von der Firma Diodes stammt Auch der AP7115 unterstützt prinzipiell einen Shutdown-Modus der ebenfalls nicht zum Einsatz kommt Der hierfür zuständige Pin 3 Enable ist in der Schaltung wie beim PAM2306 auf HighPotenzial gelegt ■ Schutzschaltungen Zusätzlich zum PAM2306 und AP7115 sind mit den »+«-Boards ein Power-SupplyMonitor-Chip APX803 sowie ein CurrentLimiter-Chip AP2331 für die 5-V-Versorgung hinzugekommen Bild 3 die beide ebenfalls von der Firma Diodes hergestellt werden Der APX803 generiert ein PowerLow-Signal und erzeugt damit einen Reset des SoC wenn sich die 3 3 Vum ±40 mV verändert haben Das Ausgangsignal des APX803 steuert außerdem einen Mosfet an der die rote Power-LED abschaltet Der AP2331 schaltet die Versorgungsspannung ab wenn der fließende Strom mehr als 200 mA beträgt Beide ICs sichern somit einen zuverlässigen Betrieb des Raspberry Pi Bei den Zero-Boards gibt es diese beiden Funktionen hingegen nicht Mit dem Raspberry Pi 2B ist eine wichtige Neuerung bei der Spannungsversorgung in Form des NCP6343 eingeführt worden Dies ist ein Tiefsetzsteller der Firma ON Semiconductor der für VDD Core 1 2 Vund die Versorgung des LPDDR2-Speichers eingesetzt wird Beim ersten SoC dem BCM2835 wurde diese Spannung intern umgesetzt was ab dem BCM2836 nicht mehr möglich ist weshalb auch hierfür ein separater Regler erforderlich wurde Diese Spannung lässt sich mit dem NCP6343 per I2 C-Verbindung dynamisch anpassen wie es für das Höhertakten des BCM2836 oder des BCM2837 notwendig ist Im Setup-Programm raspiconfig findet sich hierfür die einstellbare Overvoltage-Option Bild 2 Die Schaltung für die Spannungsversorgung mit Schaltregler wird erstmalig bei den Raspberry Pi+-Modellen eingesetzt Bild 3 Die wichtigsten Komponenten der Spannungsversorgung die ab den Raspberry Pi+-Modellen eingesetzt werden Bild 4 Der MXL7704 ist allein für die Erzeugung aller notwendigen Versorgungsspannungen zuständig Links davon sind die Power-PWR und die Status-LED ACT zu erkennen