19/12/2016

Módulo carregador USB "uCharge" (Rev. 1)

Esta revisão do módulo uCharge traz algumas melhorias face à versão original, cujo projecto foi apresentado no post de 27 de Novembro. Nomeadamente, deu-se mais ênfase à eficiência, embora sem diferenças significativas em termos práticos. O layout da placa também foi alterado de modo a possibilitar uma melhor dissipação térmica em torno dos componentes críticos. De resto, esta nova versão do módulo é muito semelhante à anterior.

Parâmetros de funcionamento:
– V_{d. mín.} = 6,01V
– V_{d. máx.} = 16,73V
– I_{L máx.} = 1,75A

Características eléctricas:
– I_d. (V_d. = 7V, I_L = 0A) = 15,47mA
– I_d. (V_d. = 16V, I_L = 0A) = 6,64mA
– P (V_d. = 7V, I_L = 0A) = 108,3mW
– P (V_d. = 16V, I_L = 0A) = 106,3mW

Módulo carregador USB "uCharge", revisão 1.

Foram feitas poucas modificações a nível do circuito. A salientar, o díodo em D2 é agora um rectificador Schottky do tipo FSV540. Este tipo de díodo apresenta uma queda de tensão muito inferior em comparação com um díodo rectificador vulgar, o que se traduz numa maior eficiência energética. O fusível F1 passa a ser um PPTC do tipo 2920L185, que permite até 1,85A de corrente. Fez-se esta correcção para que o módulo possa debitar a corrente nominal quando alimentado pela tensão mínima prevista.

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 – Condensador electrolítico de nióbio NOJD107M010 (NOJD107M010RWJ ou equiv.);
D1 – Díodo TVS SMBJ18A;
D2 – Díodo rectificador Schottky FSV540;
D3 – Díodo Zener BZX84-B16;
D4/5 – Díodo Schottky BAT54;
D6 – LED Kingbright APT2012EC (ou KPT-2012EC);
F1 – Fusível PPTC 2920L185;
IC1 – Conversor DC-DC TPS62143 (TPS62143RTG);
IC2 – Circuito de protecção PolyZen ZEN056V175A12YM;
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2 – Conector USB Molex 67068-8001;
J3 – Conector USB Molex 67643-2911;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
L1 – Indutor de potência XFL4020-222MEB;
Q1 – Tirístor SCR MCR703AT4G;
R1 – Resistor de filme espesso 150Ω±5% 1/8W (0805);
R2/3 – Resistor de filme espesso 47KΩ±5% 1/8W (0805);
R4 – Resistor de filme espesso 180Ω±5% 1/8W (0805).

Como é habitual, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.7.0) e Gerber. A respectiva encomenda deve ser feita através do OSH Park, dado que o layout foi desenhado tendo em conta as especificações deste serviço. Caso prefira outro serviço de fabrico, verifique se o mesmo suporta layouts de quatro camadas, furação a partir de 0,5mm e se o stackup e materiais são os mesmos. Relativamente à montagem, aplicam-se as recomendações que foram dadas para o projecto original.