25/03/18

Módulo carregador USB "uCharge" (Rev. A1)

No seguimento do post anterior, apresento uma nova revisão do projecto "uCharge". Este projecto, inicialmente exposto no post 27 de Novembro de 2016, tem vindo a sofrer várias revisões (entre as quais destaco a última revisão, apresentada a post de 28 de Fevereiro do ano passado). Tratando-se de uma revisão menor, a nova versão aqui mostrada introduz poucas e ligeiras alterações a nível do circuito e do desenho da placa, sobretudo com vista a melhorar a dissipação térmica do módulo.

Parâmetros de funcionamento:
– V d. mín. = 6,06V
– V d. máx. = 16,73V
– I L máx. = 2,05A


Características eléctricas:
– I d. (V d. = 7V, I L = 0A) = 15,72mA
– I d. (V d. = 16V, I L = 0A) = 6,74mA
– P (V d. = 7V, I L = 0A) = 110,0mW
– P (V d. = 16V, I L = 0A) = 107,9mW


Módulo carregador USB "uCharge", revisão A1.

Conversor DC-DC em pormenor.

O circuito introduz pequenas modificações face à revisão anterior. Os únicos componentes acrescentados foram C6 e R3, com o propósito de reencaminhar eventuais correntes de fuga provenientes da alimentação para a terra. É importante frisar que tais correntes são especialmente notáveis quando se utiliza uma fonte comutada sem ligação à terra, e inclusivamente podem perturbar o normal funcionamento do módulo nessa situação. Aparte as modificações aqui mencionadas, o circuito opera exactamente do mesmo modo.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C2 – Condensador de electrólito sólido RNS1E101MDN1;
C3 – Condensador cerâmico multi-camada 10µF 25V (1210);
C4 – Condensador cerâmico multi-camada 3,3nF 25V (0805);
C5 – Condensador cerâmico multi-camada 22µF 10V (1210);
C6/7 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C8 – Condensador electrolítico de nióbio NOJD107M010 (NOJD107M010RWJ ou equiv.);
D1 – Díodo TVS SMBJ18A;
D2 – Díodo rectificador Schottky FSV540;
D3 – Díodo Zener BZX84-B16;
D4 – LED Kingbright APT2012EC (ou KPT-2012EC);
F1 – Fusível PPTC 2920L200/24;
IC1 – Conversor DC-DC TPS62133 (TPS62133RTG);
IC2 – Controlador CDP/DCP TPS2544 (TPS2544RTE);
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2 – Conector USB Molex 67068-8001;
J3 – Conector USB Molex 67643-2911;
L1 – Indutor de potência XFL4020-152ME (XFL4020-152MEB ou XFL4020-152MEC);
Q1 – Tirístor SCR MCR703A (MCR703AT4G);
R1 – Resistor de filme espesso 150Ω±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 180Ω±5% 1/8W (0805);
R3 – Resistor de filme espesso 1MΩ±5% 1/8W (0805);
R4/5 – Resistor de filme espesso 47KΩ±5% 1/8W (0805);
R6 – Resistor de filme espesso 22,6KΩ±1% 1/8W (0805).


Detalhe dos componentes adicionados (C6 e R3).

Mais uma vez, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.7.0) e Gerber. Como é costume, recomendo que a placa seja encomendada através do OSH Park, uma vez que o layout foi concebido de acordo com as especificações deste serviço. Caso prefira recorrer a outro serviço de fabrico, deverá confirmar se o mesmo suporta layouts de quatro camadas com furação mínima de 0,5mm, e se o stackup e materiais são idênticos. No que concerne à montagem do módulo, aplica-se o procedimento referido no post de 28 de Fevereiro do ano passado.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://www.box.com/s/whp8...z0ef
Diagrama do circuito (Eagle 7.7.0 sch): http://www.box.com/s/8254...drn5
Layout da placa (pdf): http://www.box.com/s/kmsj...g05v
Layout da placa (Eagle 7.7.0 brd): http://www.box.com/s/3hv3...npb9
Ficheiros Gerber: http://www.box.com/s/rjea...6vum
Notas do projecto: http://www.box.com/s/zojo...g9mw
Pasta contendo todos os ficheiros: http://www.box.com/s/i2w3...15ap
Projecto no OSH Park: http://www.oshpark.com/shared_projects/7yOee9VM

13/03/18

Módulo carregador USB "vCharge" (Rev. 1)

Esta é uma nova versão do módulo "vCharge", apresentado no post de 16 de Junho do ano passado. Tratando-se de uma revisão menor do projecto, não introduz alterações significativas. Aliás, apenas foi alterado o desenho da placa, com vista a melhorar a dissipação térmica deste módulo carregador.

Parâmetros de funcionamento:
– V d. mín. = 8,3V
– V d. máx. = 16,6V
– I L máx. = 2,03A


Características eléctricas:
– I d. (V d. = 9V, I L = 0A) = 30,16mA
– I d. (V d. = 16V, I L = 0A) = 16,76mA
– P (V d. = 9V, I L = 0A) = 271,4mW
– P (V d. = 16V, I L = 0A) = 268,2mW


Módulo carregador USB "vCharge", revisão 1.

Pormenor do conversor DC-DC.

O circuito é idêntico ao do projecto original, sem quaisquer modificações. Por esse motivo, seria fastidioso detalhar sobre o funcionamento do mesmo. Poderá consultar o post acima mencionado para saber mais acerca do circuito e dos componentes que o integram.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C2/3 – Condensador de electrólito sólido RNS1E101MDN1;
C4/5 – Condensador cerâmico multi-camada 10µF 25V (1210);
C6 – Condensador cerâmico multi-camada 470nF 10V (0805);
C7 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 25V (0805);
C8/9 – Condensador cerâmico multi-camada 22µF 10V (1210);
C10/12 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C11/13 – Condensador electrolítico de nióbio NOJD107M010 (NOJD107M010RWJ ou equiv.);
D1 – Díodo TVS SMCJ18A;
D2 – Díodo rectificador Schottky FSV1045V;
D3 – Díodo Zener BZX84-B16;
D4 – LED Kingbright APT2012EC (ou KPT-2012EC);
D5/6 – LED Kingbright APT2012SGC (ou KPT-2012SGC);
F1 – Fusível PPTC 2920L330/24;
IC1 – Conversor DC-DC TPS56528 (TPS56528DDA);
IC2/3 – Controlador CDP/DCP TPS2544 (TPS2544RTE);
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2/3 – Conector USB Molex 67643-3911;
L1 – Indutor de potência XAL7030-332ME (XAL7030-332MEB ou XAL7030-332MEC);
Q1 – Tirístor SCR MCR8DSM (MCR8DSMT4G);
R1 – Resistor de filme espesso 150Ω±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 73,2KΩ±1% 1/8W (0805);
R3 – Resistor de filme espesso 10KΩ±1% 1/8W (0805);
R4/6/8 – Resistor de filme espesso 180Ω±5% 1/8W (0805);
R5/7 – Resistor de filme espesso 22,6KΩ±1% 1/8W (0805).


Como anteriormente, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.7.0) e Gerber. A placa propriamente dita deve ser encomendada através do OSH Park, visto que o layout foi concebido tendo em consideração as especificações deste serviço. Caso opte por outro serviço de fabrico, verifique se o mesmo suporta layouts de quatro camadas e furação a partir de 0,5mm. Relativamente à montagem, aplicam-se as recomendações que foram dadas para o projecto original.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://www.box.com/s/mee0...4a83
Diagrama do circuito (Eagle 7.7.0 sch): http://www.box.com/s/lf0s...yiql
Layout da placa (pdf): http://www.box.com/s/on8o...tre6
Layout da placa (Eagle 7.7.0 brd): http://www.box.com/s/vx0y...9xp3
Ficheiros Gerber: http://www.box.com/s/nntt...prei
Notas do projecto: http://www.box.com/s/hqhd...vg2x
Pasta contendo todos os ficheiros: http://www.box.com/s/1cbq...lbh4
Projecto no OSH Park: http://www.oshpark.com/shared_projects/68EunBjQ