Charger/Assembly/DesignReview.txt

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.