25/03/2018

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 no 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.

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.