diff --git a/Assembly/AssemblyNotes.txt b/Assembly/AssemblyNotes.txt new file mode 100644 index 0000000..ca837d9 --- /dev/null +++ b/Assembly/AssemblyNotes.txt @@ -0,0 +1,27 @@ +J5019_HW357 — указания по монтажу + +Количество в BOM дано на одну плату. Установить 18 компонентов, +все на верхнюю сторону. J4, J5 и нижний SMD-разъём J8 не устанавливать: +оставить только площадки/отверстия платы, ничего туда не припаивать. + +Полярность +CHRG (красный) и DONE (синий): площадка 1 — анод, 2 — катод. +Их footprint заимствован у неполярного конденсатора. +D1: площадка 1 — анод, 2 — катод. Полоса катода к площадке 2. +Для замены B340B-13-F на SS34 сохранить корпус SMB (DO-214AA). + +Комплектация RV1 +Подстроечник 100 кОм, линейный, ±20%, ≥0.1 Вт, ≥35 В, +регулировка сверху. Конкретный MPN требуется подобрать и согласовать +по чертежу поставщика: POTS_3MM — только имя посадочного места. +Координаты площадок до поворота компонента, относительно origin, мм: +1: X=-1.20, Y=-1.60; 2: X=0, Y=1.80; 3: X=1.20, Y=-1.60. +Размер каждой площадки 1.20 × 1.60 мм. Площадка 2 — движок. + +Артикулы в BOM рекомендованные. Допускаются совместимые аналоги +других производителей с соблюдением электрических параметров, +распиновки, корпуса и полярности. Для J1 должны совпадать площадки, +крепления и положение корпуса разъёма относительно края платы. +Позиции «По параметрам» комплектовать по указанным требованиям. +При замене L1 сохранить посадочное место, Irms ≥3.1 А, +Isat ≥3.3 А, DCR ≤35 мОм. diff --git a/Assembly/DesignReview.txt b/Assembly/DesignReview.txt new file mode 100644 index 0000000..f786a81 --- /dev/null +++ b/Assembly/DesignReview.txt @@ -0,0 +1,148 @@ +J5019_HW357 — оценка разводки и мощности, 21.10.2026 + +Основание: сохранённые SchDoc и PcbDoc. Координаты, типоразмеры и ширины +извлечены из файлов. Приведённые ниже токи и потери — расчёт, не измерение. +Визуальная проверка в Altium и штатный DRC не выполнены: захват окна +редактора завершался таймаутом. Перепроверка готовой платы обязательна +для установления её действительной длительной мощности. + +Текущее исполнение + +Плата двухслойная, контур 25 × 30 мм, диэлектрик по проекту 1,5 мм. +Силовые трассы BAT/VBUS/VOUT/SW имеют участки шириной 0,6 и 1,0 мм. +Это существенно разумнее сигнальных 0,2 мм, но не определяет мощность +само по себе. Итог зависит от длины, толщины меди и теплового режима. +В файле задаётся медь 1,4 mil (~35,6 мкм) на наружных слоях. +Расширенные владельцем полигоны уменьшают сопротивление и улучшают +распределение тепла. Они сохранены в принятой для оценки версии платы. +Для участка 0,6 мм × 20 мм при меди 35 мкм сопротивление около 16 мОм: +при 4 А падение около 65 мВ, потери около 0,26 Вт. Это пример отдельного +участка, а не измеренное сопротивление всей цепи аккумулятора. + +Главные замечания к разводке + +1. Цепь SW от U2 до L1 и D1 растянута. Суммарная длина её четырнадцати + сегментов около 19,67 мм; прямая дистанция между U2.1 и L1.2 около + 11,2 мм. Это увеличивает паразитную индуктивность и площадь излучения. + Длина сегментов включает ветвление цепи и не равна длине одного пути. +2. C4 расположен рядом с выходом D1: между D1.2 и C4.1 около 3,4 мм + по прямой. От центра площадки C4.2 до ближайшего перехода GND около + 1,23 мм. Выходной конденсатор включён в локальный участок VOUT; + полный контур D1 → C4 → GND U2 всё ещё зависит от длинного SW + и возврата через нижнюю землю. +3. Суммарная длина сегментов FB около 14,37 мм. Отбирать VOUT следует у плюса C4, + а землю делителя — у сигнальной земли U2. FB вести в стороне от SW. +4. C3 расположен близко к U2 по сравнению с L1/D1/C4 — это полезно. + Нижний полигон GND полезен, но его реальную непрерывность и возвратные + токи надо проверять после окончательной перезаливки и DRC. +5. U1 установлен в footprint без EP. Нет прямого теплового пути от + нижней теплоотводящей площадки контроллера в медь. Рассчитывать + на неизменный ток заряда 1 А только по R1 нельзя. +6. В текущем файле пять переходов 1,0/0,5 мм имеют номинальное кольцо + 0,25 мм, девять переходов 0,6/0,3 мм — 0,15 мм. Для меди 35 мкм + у «Электроконнекта» кольцо 0,15 мм — предельный вариант, стандартный + поясок — 0,20 мм. Для малых переходов кольцо 0,20 мм даёт размер + 0,7/0,3 мм. Для отверстия 0,5 мм при толщине платы около 1,5 мм + и металлизации стенки 20–25 мкм расчётное сопротивление + около 0,67–0,84 мОм; потери при 4 А около 11–13 мВт. Ограничение + здесь связано с технологией изготовления кольца, а не с током. + +Проверка сохранённых файлов + +Все 21 позиция и footprint в BOM соответствуют плате. Для установки +указаны 18 компонентов; J4, J5 и нижний SMD-разъём J8 исключены. +Проверены цепи выводов D1, L1, C4, RV1, обоих LED и пяти площадок J8. +66 меток цепей имеют нормальную ориентацию; записи 68 выводов схемы +и имена цепей сохранены после исправления перевёрнутых надписей. +В проверке геометрии отдельных дорожек не найдено перекрытий меди разных +цепей на одном слое. Эта проверка не охватывает заливки, полигоны, +регионы, зазоры до площадок и полную связность; она не заменяет DRC. + +Заряд аккумулятора + +R1=1,2 кОм задаёт около 1 А, конечное напряжение около 4,2 В. +Передаваемая в аккумулятор мощность в режиме CC составляет примерно +3–4,2 Вт при напряжении аккумулятора 3–4,2 В и фактическом токе 1 А. +Потери линейного U1 при входных 5 В равны (5−VBAT) × I: +около 2 Вт при 3 В / 1 А и 0,8 Вт при 4,2 В / 1 А. +Тепловая регулировка может снизить ток. Точный длительный ток без +площадки EP по одному файлу не определяется. + +Повышающий выход текущей платы + +Для первого образца разумная проверочная область — 3–5 Вт на выходе. +Это ориентир для испытания, а не присвоенный номинал или предел схемы. +При 5 В это 0,6–1 А, при 12 В — 0,25–0,42 А, при 24 В — 0,125–0,21 А. +Хороший экземпляр MT3608 с хорошей компоновкой способен на большее, +особенно при заряженном аккумуляторе. У этой разводки есть перечисленные +причины проверить устойчивость и температуру прежде повышения нагрузки. +Полную мощность ограничивают U2, ток насыщения L1, потери D1 и компоновка. + +Расчёт цели 5 В / 2 А + +Выходная мощность 10 Вт. При принятом КПД 85–90%: +VBAT=4,2 В: Ibat=2,65–2,80 А; +VBAT=3,7 В: Ibat=3,00–3,18 А; +VBAT=3,0 В: Ibat=3,70–3,92 А. +Для MT3608, L=4,7 мкГн, f=1,2 МГц, с падением на диоде около 0,4 В +при VBAT=3 В расчётный размах тока дросселя около 0,24 А. +Пиковый ток около 3,82–4,04 А без учёта разброса, просадки проводов, +изменения индуктивности и динамики нагрузки. Типовой предел ключа +MT3608 — 4 А (условия даташита 5 В / D=50%); это не гарантированный +выходной ток 2 А от разряженной банки. L1 DJNR5040-4R7-S имеет +Isat=3,3 А и Irms=3,1 А, поэтому для этого режима его следует заменить. + +Минимальный путь для опытного образца с MT3608: +— сократить расстояние U2–L1–D1 при сохранении C4 у выхода D1; +— L1 4,7 мкГн: Isat не менее 5 А, Irms не менее 4 А, малый DCR + порядка не более 30 мОм; проверить конкретный график L(I); +— C3/C4 для фиксированных 5 В: ориентир 2 × 22 мкФ X5R/X7R 10 В + на каждой стороне с учётом уменьшения ёмкости от постоянного смещения; +— расширить BAT/GND под ток около 4 А, укоротить соединения аккумулятора; +— SS34 3 А можно оставить для опыта при достаточном отводе тепла: + при 2 А и Vf~0,4–0,5 В его потери около 0,8–1 Вт; +— при фиксированном выходе заменить регулировку верхним плечом + 16,2 кОм 1% и нижним 2,2 кОм 1%: номинально 5,02 В при FB=0,6 В; + это относится именно к MT3608, не к любому другому контроллеру. + +Эти доработки дают осмысленный прототип для проверки 10 Вт, но не +гарантируют 2 А при 3 В на входе: предел ключа и нагрев остаются близко. +Для проектного требования 5 В / 2 А вплоть до 3 В лучше заменить boost +на синхронный преобразователь с большим запасом по току ключей. +Технический пример — TPS61022: два внутренних ключа, минимальный valley +limit 6,5 А, регулировка до 5,5 В. Нужны другая схема, footprint и +разводка; это не замена U2 на существующие площадки. Дроссель и ёмкости +для него рассчитываются заново по даташиту, а D1 обычно исключается. +Цена и доступность TPS61022 в поставке для этого проекта не подтверждены. + +Для разряда нужен аккумулятор, контакты и имеющаяся внешняя защита, +способные длительно пропускать около 4 А. Достаточность определяется +по конкретной банке. Зарядную часть не требуется повышать до 2 А: +ток заряда и ток выдачи из аккумулятора задаются разными узлами. +Существующая схема не имеет power-path; при нагрузке 10 Вт и заряде +около 1 А аккумулятор продолжит разряжаться даже при подключённом USB. +Встроенная отсечка U2 не является корректной защитой Li-ion от разряда. + +Проверка образца + +Питать BAT от лабораторного источника короткими проводами, выставить +5 В без нагрузки. Проверить 0,5 / 1 / 1,5 / 2 А при BAT=4,2 / 3,7 / 3 В. +Контролировать напряжение прямо на BAT и выходных площадках, входной ток, +пульсации осциллографом короткой земляной пружиной, температуры U2/D1/L1 +и стабильность после прогрева до установившейся температуры. Критерий +10 Вт: 5 В в оговорённом допуске во всех требуемых точках и устойчивый +тепловой режим. Результатов этих испытаний пока нет. + +Источники + +MT3608 Rev 3.1: https://cdn.ozdisan.com/public/product/assets/MT3608-Rev3.1.pdf +TC4056A: https://en.chipsourcetek.com/Charge-Chip/2733.html +L1: https://www.tme.eu/html/EN/inductor-wire-mounting-smd/ramka_18014_EN_pelny.html +TPS61022: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps61022.pdf +Технологические возможности завода: +https://pselectro.ru/tehnologiceskie-vozmoznosti-izgotovlenia-pecatnyh-plat-77980/ +Практический опыт (не испытания данной платы): +https://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-1108.html — изменённый модуль, +вход 2,5–4,5 В, выход 5 В, электронная нагрузка. Автор получил 2 А при +4,5 В, а при 2,5 В — около 0,7 А. Маркировка его IC отличается от +MT3608, поэтому переносить результат как предел оригинальной IC нельзя. diff --git a/BOM.csv b/BOM.csv index 5c41c49..bc634ea 100644 --- a/BOM.csv +++ b/BOM.csv @@ -1,19 +1,20 @@ -Designator,Quantity,Value,Package,Notes -J1,1,USB Type-C USB2.0,J_USB_C_USB4105,VBUS/GND; A6+B6=D+; A7+B7=D-; CC1/CC2 each 5.1k to GND -J8,1,Right-angle male pin header SMD 1x5 2.54mm,HDR1SE_M_1X5,1=VBUS; 2=D-; 3=D+; 4=GND; 5=Shield/GND -J2-J7,6,Wire pad,PTH-1.8mm,IN-/IN+/BAT-/BAT+/VOUT-/VOUT+ -U1,1,TC4056A,SOIC-8,TP4056 compatible 1-cell linear charger -U2,1,MT3608 / B628,SOT-23-6,Boost converter controller; board markings vary -L1,1,4.7uH,L-5x5mm,Shielded power inductor marked 4R7 -D1,1,SS34,SMB,Schottky rectifier -RV1,1,100k,TRIM-3x3,Output voltage adjust; exact fitted value to verify -R1,1,1.2k 1%,0805,Charge program resistor marked 122 (~1A) -R2,1,0R,0805,TEMP disable link -R3-R4,2,1k,0805,LED current limiting; verify fitted code -R5,1,2.2k 1%,0805,Boost feedback lower resistor; verify fitted code -R6-R7,2,5.1k,0805,USB-C CC1/CC2 Rd pull-down resistors -C1-C3,3,10uF 16V,X7R-1206,Input/BAT/boost decoupling -C4,1,10uF 35V,X7R-1206,Boost output decoupling; verify fitted voltage rating -C5,1,100nF,X7R-0805,High-frequency bypass -LED1,1,Red,0603,Charging indicator -LED2,1,Blue,0603,Charge complete indicator +Позиции,Кол-во на плату,Компонент / параметры,Корпус,Рекомендуемый артикул,Монтаж +J1,1,"USB Type-C, USB 2.0",USB4105,GCT / USB4105-GF-A,Да +U1,1,"TC4056A, Li-ion 1S, 4.2 В",ESOP-8,ChipSourceTek / TC4056A,Да +U2,1,MT3608,SOT-23-6,Aerosemi / MT3608,Да +L1,1,"4.7 мкГн, Irms 3.1 А, Isat 3.3 А",4.9 × 4.9 × 4.1 мм,Ferrocore / DJNR5040-4R7-S,Да +D1,1,"Диод Шоттки, 3 А, 40 В (SS34)",SMB (DO-214AA),Diodes Inc. / B340B-13-F,Да +RV1,1,"100 кОм, ±20%, ≥0.1 Вт, ≥35 В +Линейный, регулировка сверху","SMD 3 мм, POTS_3MM","Подобрать по чертежу +(см. AssemblyNotes.txt)",Да +R1,1,"1.2 кОм, ±1%, ≥0.125 Вт",0805,По параметрам,Да +R2,1,"0 Ом, перемычка",0805,По параметрам,Да +"R3, R4",2,"1 кОм, ±1%, ≥0.125 Вт",0805,По параметрам,Да +R5,1,"2.2 кОм, ±1%, ≥0.125 Вт",0805,По параметрам,Да +"C1, C2, C3",3,"10 мкФ, ≥16 В, X7R, ±10/20%",1206,По параметрам,Да +C4,1,"10 мкФ, ≥35 В, X7R, ±10/20%",1206,По параметрам,Да +C5,1,"100 нФ, ≥16 В, X7R, ±10/20%",0805,По параметрам,Да +CHRG,1,"Светодиод красный, свечение вверх",0805,По параметрам,Да +DONE,1,"Светодиод синий, свечение вверх",0805,По параметрам,Да +"J4, J5",2,Контактные площадки BAT− / BAT+,PTH,—,Нет (DNP) +J8,1,"Разъём 1×5, шаг 2.54 мм","SMD, нижняя сторона",—,Нет (DNP) diff --git a/BOM.xlsx b/BOM.xlsx new file mode 100644 index 0000000..1b42a5e Binary files /dev/null and b/BOM.xlsx differ diff --git a/J5019_HW357.PcbDoc b/J5019_HW357.PcbDoc index 72c3b19..c915dbf 100644 Binary files a/J5019_HW357.PcbDoc and b/J5019_HW357.PcbDoc differ diff --git a/J5019_HW357.SchDoc b/J5019_HW357.SchDoc index b344dc1..3aff1a3 100644 Binary files a/J5019_HW357.SchDoc and b/J5019_HW357.SchDoc differ diff --git a/README.md b/README.md index 67ec1dc..b95e0f0 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -1,42 +1,45 @@ -# J5019 / HW-357 — плата зарядкика и DC-DC +# J5019 / HW-357 — плата зарядки и DC-DC Открывать: `J5019_HW357.PrjPcb`. В комплекте: - `J5019_HW357.SchDoc` — схема зарядника TC4056A и повышающего каскада MT3608/B628; -- `J5019_HW357.PcbDoc` — основная нетрассированная плата 25 x 30 мм с библиотечными footprint и встроенными 3D-моделями; -- `BOM.csv` — перечень элементов; +- `J5019_HW357.PcbDoc` — двухслойная плата 25 x 30 мм с библиотечными footprint и встроенными 3D-моделями; +- `BOM.xlsx`, `BOM.csv` — перечень элементов с указанием устанавливаемых позиций; +- `Assembly/AssemblyNotes.txt` — указания для монтажа и комплектации; -Для зарядки используется USB Type-C. Линии USB_D_PLUS и USB_D_MINUS также выведены на горизонтальный штыревой разъём J8 1×5, шаг 2,54 мм: +Для зарядки используется USB Type-C с питанием 5 В через кабель USB-A–USB-C. Линии USB_D_PLUS и USB_D_MINUS также выведены на площадки J8 1×5, шаг 2,54 мм: ``` -1=D-, -2=D+, +1=GND, +2=VOUT, 3=VBAT, -4=VOUT, -5=GND. +4=D+, +5=D-. ``` +J4 (BAT−), J5 (BAT+) и J8 предназначены для подключения к площадкам. При заказном монтаже штыри и другие детали на них не устанавливаются. + Это инженерная реконструкция по фотографиям и типовым схемам. Компоненты: | Поз. | Кол. | Компонент | Маркировка / номинал | |---|---:|---|---| -| U1 | 1 | Контроллер заряда Li‑ion | **TC4056A**, SOP‑8; допустим аналог TP4056 | -| U2 | 1 | Повышающий DC/DC-контроллер | **B6289Y**, SOT‑23‑6; MT3608-совместимый | +| U1 | 1 | Контроллер заряда Li‑ion | **TC4056A**, ESOP‑8 | +| U2 | 1 | Повышающий DC/DC-контроллер | **MT3608**, SOT‑23‑6 | | L1 | 1 | Силовой экранированный дроссель | **4R7 = 4,7 мкГн**, примерно 5×5 мм | -| D1 | 1 | Диод Шоттки | **SS36**, 3 А, 60 В, корпус SMA; маркировка выглядит как `S536` | -| RV1 | 1 | Подстроечный резистор выходного напряжения | Вероятнее всего **100 кОм (`104`)**, SMD 3×3 мм | -| R1 | 1 | Резистор задания тока заряда | **1,2 кОм (`122`)**, около 0805; задаёт примерно 1 А | -| R2, R3 | 2 | Резисторы светодиодов | **10 кОм (`103`)**, около 0805 | -| R4 | 1 | Нижнее плечо обратной связи преобразователя | **2,2 кОм (`222`)**, около 0805 | -| R5 | 1 | Резистор/разрядник выхода | **100 кОм (`104`)**, около 0805 | -| R6 | 1 | Перемычка | **0 Ом (`0`)**, около 0805 | -| LED1 | 1 | Индикатор зарядки | Красный SMD LED | -| LED2 | 1 | Индикатор окончания зарядки | Зелёный или синий SMD LED | -| C1 | 1 | Входной конденсатор TC4056A | MLCC, вероятно **10 мкФ**, не маркирован | -| C2 | 1 | Конденсатор на линии аккумулятора | MLCC, вероятно **10 мкФ**, не маркирован | -| C3 | 1 | Входной конденсатор boost-преобразователя | MLCC, вероятно **22 мкФ**, не маркирован | -| C4 | 1 | Выходной конденсатор boost-преобразователя | MLCC, вероятно **10–22 мкФ**, желательно не менее **35 В** | -| J1 | 1 | Входной разъём | Micro‑USB Type‑B, 5 контактов, SMD | -| PCB | 1 | Двухсторонняя печатная плата | **J5019 / HW‑357**, приблизительно 34×24 мм | +| D1 | 1 | Диод Шоттки | **SS34**, 3 А, 40 В, SMB; в BOM указан эквивалент **B340B-13-F** | +| RV1 | 1 | Подстроечный резистор выходного напряжения | **100 кОм (`104`)**, SMD 3 мм | +| R1 | 1 | Резистор задания тока заряда | **1,2 кОм (`122`)**, 0805; задаёт примерно 1 А | +| R2 | 1 | Перемычка TEMP | **0 Ом (`0`)**, 0805 | +| R3, R4 | 2 | Резисторы светодиодов | **1 кОм (`102`)**, 0805 | +| R5 | 1 | Нижнее плечо обратной связи преобразователя | **2,2 кОм (`222`)**, 0805 | +| CHRG | 1 | Индикатор зарядки | Красный SMD LED, 0805 | +| DONE | 1 | Индикатор окончания зарядки | Синий SMD LED, 0805 | +| C1 | 1 | Входной конденсатор TC4056A | MLCC, **10 мкФ / 16 В**, 1206 | +| C2 | 1 | Конденсатор на линии аккумулятора | MLCC, **10 мкФ / 16 В**, 1206 | +| C3 | 1 | Входной конденсатор boost-преобразователя | MLCC, **10 мкФ / 16 В**, 1206 | +| C4 | 1 | Выходной конденсатор boost-преобразователя | MLCC, **10 мкФ / 35 В**, 1206 | +| C5 | 1 | Блокировочный конденсатор | MLCC, **100 нФ / 16 В**, 0805 | +| J1 | 1 | Входной разъём | USB Type-C, **USB4105-GF-A**, горизонтальный | +| PCB | 1 | Двухсторонняя печатная плата | **J5019 / HW‑357**, 25×30 мм |