Ana içeriğe geç
Revizyon Bilgisi

Bu teknik doküman B107AA R6 için hazırlanmış olup yeni yapılacak olan tasarımlara kaynak niteliğindedir.

Batarya Şarj Yönetimi

B107AA R6 Batarya Şarj Yönetimi (BQ24298)

R6 revizyonunda batarya şarj/yedekleme ve güç yolu yönetimi BQ24298 ile yapılır. BQ24298; adaptör takılıyken sistemi beslerken aynı anda bataryayı kontrollü şekilde şarj edebilen NVDC power‑path mimarisi sunar. Giriş limiti aşıldığında şarj akımını kısarak VSYS’i ayakta tutma yaklaşımı sayesinde, sahada “kablo/adaptör zayıf” gibi durumlarda sistemin tamamen düşmesi önlenir.

Sistem omurgası ve çalışma mantığı​

BQ24298 çevresinde üç ana hat birlikte değerlendirilir:

  • VDC (VBUS): Harici adaptörden gelen 5V (giriş koruma katmanından sonra).
  • VSYS (SYS): Kartın güç omurgası (batarya bandında; minimum sistem gerilimi programlanabilir).
  • VBAT (BAT): Li‑ion batarya hattı.

Temel senaryolar:

  • Adaptör bağlıyken: Sistem VSYS üzerinden beslenir, batarya şarj olur.
  • Adaptör yokken: Sistem bataryadan beslenir; VSYS batarya voltajını takip eder.
ipucu

Bu topoloji, “Batarya ve Koruma Devresi” ve “Fuel Gauge” sayfalarında tariflenen batarya/shunt ölçüm kurgusuyla uyumludur: fuel gauge bataryayı/akımı ölçerken, BQ24298 güç yolunu ve şarjı yönetir.

R6 tasarım kararı​

BQ24298 bazı olaylar için interrupt üretebilir; ancak R6’da INT hattı donanımsal olarak kullanılmayacaktır.

R6 izleme modeli:

  • Ana MCU, periyodik olarak (özellikle her veri paketinden hemen önce) BQ24298 status/fault alanlarını okur.
  • Şu alanlar telemetriye eklenebilir:
    • adaptör var/yok (power‑good / VBUS geçerlilik)
    • şarj fazı (precharge / fast charge / done / disable)
    • fault bayrakları (input fault, termal, timer, NTC/TS vb.)
    • seçili limitler (input current limit, charge current vb.)

Bu yaklaşım; kesme yönetimini, edge‑case’leri ve yazılım karmaşıklığını azaltır.

BQ24298 bize ne kazandırır?​

BQ24298 sahada iki sınıf değerli çıktı sağlar:

  1. Şarj yönetimi bilgisi
  • Şarjın aktif olması / pasif olması
  • Şarj fazı (precharge / fast charge / termination-done)
  • Giriş limitleri (adaptör/kablo zayıflığı) nedeniyle şarj akımının kısılması
  1. Teşhis & koruma bilgisi
  • Giriş hataları (OVP/UVLO sınıfı)
  • Termal regülasyon / termal shutdown
  • Giriş regülasyon modları (input current/voltage limit etkileri)
  • NTC/TS aralığı dışına çıkınca şarjın askıya alınması
  • Zamanlayıcı/fault durumları

Bu veriler; “adaptör arızası mı, kablo mu zayıf, batarya mı kötü, sistem mi ısınıyor?” gibi sahada zor teşhis edilen problemleri netleştirir.

Şarj durumu okuması (telemetri için anlamlı senaryolar)​

R6’da INT kullanılmadığı için, bu durumlar I2C polling ile okunur ve telemetriye “durum” olarak yazılır. BQ24298 tarafında pratikte işimize yarayan senaryolar aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

  • Enerji yok / adaptör yok

    • VBUS geçersiz (power-good yok)
    • Sistem bataryadan besleniyor

  • Enerji var, şarj kapalı

    • VBUS geçerli
    • Şarj kullanıcı/firmware tarafından disable edilmiş veya güvenlik koşulu nedeniyle askıda

  • Şarj oluyor

    • VBUS geçerli
    • Şarj aktif (precharge veya fast charge)

  • Şarj tamamlandı

    • VBUS geçerli
    • Şarj termination-done (batarya dolu)

  • Şarj olmuyor (kısıt / koruma)

    • VBUS geçerli görünse bile şu sebeplerden biri nedeniyle şarj akımı düşmüş/askıya alınmış olabilir:
      • giriş limiti / DPM etkisi
      • termal regülasyon
      • TS/NTC aralığı dışı
      • fault (timer, input fault vb.)
not

Dokümanda senaryo dili kullandık ("şarj oluyor/olmuyor/enerji yok"). Register/bit seviyesinde eşleştirme yapılacaksa, R6 şematiği kesinleştikten sonra firmware tarafındaki okuma fonksiyonu ile birebir doğrulanarak sabitlenmelidir.

Pin bağlantıları​

Aşağıdaki tablo, kritik pinlerin R6’daki rolünü özetler (şematik net isimleri ve kesin değerler son şematikle birlikte sabitlenmelidir).

Pin / NetR6’de rolüGerekçe / not
VBUS (VDC)Giriş 5VGiriş koruma katmanından sonra BQ24298 beslemesi.
SYS (VSYS)Sistem omurgasıNVDC power‑path çıkışı; sistem yükünü taşır.
BAT (VBAT)Batarya hattı1S Li‑ion batarya bağlantısı.
SW / BOOTBuck anahtarlama düğümüIndüktör ve bootstrap kapasitörü bu düğüm etrafında konumlanır.
REGNİç sürücü beslemesiREGN kapasitörü zorunludur.
ILIMDonanımsal giriş akım sınırıRILIMR_{ILIM} ile üst sınır belirlenir; yazılımsal limit bunun üzerinde olamaz.
TSNTC / sıcaklık izlemeBatarya paketinde NTC yoksa: tasarım kararı ile uygun bias uygulanır veya ilgili mod kapatılır.
CEŞarj enableDonanımsal enable kapısı (CE aktif‑low). MCU kontrol edecekse netleştirilir.
STAT / PGLED / MCU durumOpen‑drain çıkışlar; pull‑up ile kullanılır.
SDA/SCLI2CŞarj durumu, fault, limit ve konfigürasyon için.
QONServis enerji kesme girişi (opsiyonel)Kutu açmadan “pil sök‑tak” benzeri toparlama için buton ile GND’ye çekilerek BATFET kontrolü hedeflenir (tasarım detayı aşağıda).
INTKullanılmıyorR6’da NC (durum polling ile okunur).

Pasif bileşenler ve mühendislik kontrolleri​

BQ24298, yüksek frekanslı anahtarlama buck yapısı sayesinde küçük indüktör/kondansatörlerle çalışabilir (tipik uygulama yaklaşımı).

Indüktör seçimi (L)​

İndüktör; BQ24298’nin buck anahtarlama akımını taşır. Doğru indüktör seçimi; verim, EMI, ısınma ve yük adımı cevabı için kritiktir.

İndüktör satürasyon akımı için pratik hedef:

ISAT≥IOUT+ΔIL2I_{SAT} \ge I_{OUT} + \frac{\Delta I_L}{2}

Yaklaşık ripple:

ΔIL≈(VIN−VOUT)⋅DL⋅fs,D≈VOUTVIN\Delta I_L \approx \frac{(V_{IN}-V_{OUT})\cdot D}{L\cdot f_s},\qquad D\approx \frac{V_{OUT}}{V_{IN}}

R6 için hedef çalışma noktası (örnek):

  • VIN=5 VV_{IN}=5\,\mathrm{V}
  • VOUT≈3.7 VV_{OUT}\approx 3.7\,\mathrm{V} (batarya bandı)
  • fs≈1.5 MHzf_s\approx 1.5\,\mathrm{MHz} (tipik)
  • L=2.2 μHL=2.2\,\mu\mathrm{H}

D≈3.75=0.74D\approx \frac{3.7}{5}=0.74

ΔIL≈(5−3.7)⋅0.742.2×10−6⋅1.5×106≈0.29 A\Delta I_L\approx \frac{(5-3.7)\cdot 0.74}{2.2\times10^{-6}\cdot1.5\times10^{6}}\approx 0.29\,\mathrm{A}

IOUT=3 AI_{OUT}=3\,\mathrm{A} kabul edilirse:

ISAT≳3+0.145=3.15 AI_{SAT} \gtrsim 3 + 0.145 = 3.15\,\mathrm{A}

Bu değer “minimum” ölçek içindir. Saha sıcaklığı, tolerans ve kutu içi senaryo için tasarım marjı ile hedefi yükseltmek daha doğrudur:

  • Önerilen ISATI_{SAT}: ≥5 A\ge 5\,\mathrm{A} (tercihen 6A+)
  • Önerilen IRMSI_{RMS} (rating): ≥4 A\ge 4\,\mathrm{A}
  • DCR: mümkün olduğunca düşük (ısı kaybını azaltır)
  • Kalkanlı (shielded) yapı: EMI açısından avantajlı

R6 indüktör seçimi (önerilen)​

R5’te kullanılan ve sahada problem çıkarmayan indüktör R6 için de uygundur:

  • Bourns – SRP4020TA-2R2M
    • L=2.2 μHL=2.2\,\mu\mathrm{H}, shielded
    • ISAT≈6 AI_{SAT}\approx 6\,\mathrm{A} sınıfı, akım rating ≈4 A\approx 4\,\mathrm{A} sınıfı
    • Kompakt boyut (4x4 mm sınıfı)

Not: Bu parça ~2.0 mm yükseklik sınıfındadır. R6 mekanik yükseklik limitinde daha düşük profil gerekiyorsa (örn. 1.2 mm), aynı elektriksel hedeflerle “low-profile” alternatif seçilmelidir.

Alternatif indüktör listesi (ucuzdan pahalıya yaklaşım)​

Aşağıdaki parçalar 2.2µH sınıfında, shielded ve yüksek akım için uygundur. Nihai seçim; tedarik, fiyat ve mekanik yükseklik kısıtlarına göre yapılmalıdır.

  1. Bourns – SRP4020TA-2R2M (referans / maliyet-etkin)
  2. Würth Elektronik – 744777002 (WE-PD serisi, düşük DCR / daha yüksek akım marjı)
  3. Coilcraft – XAL4020-222MEC / XAL4020-222MEB (premium / kalite ve proses tutarlılığı iyi)
ipucu

“Hangisi en mantıklı?” sorusunda R6 için pratik önerim: SRP4020TA-2R2M ile devam etmek. Çünkü hem R5’te sahada kendini kanıtladı, hem de 3A sınıfı şarj senaryosunda ISATI_{SAT} marjı rahat.

Bootstrap ve REGN kapasitörleri​

Tipik uygulama değerleri:

  • BOOT–SW (bootstrap): 47 nF47\,\mathrm{nF}
  • REGN–GND: 4.7 μF4.7\,\mu\mathrm{F}

Bu kapasitörler IC pinlerine çok yakın ve kısa GND dönüşü ile yerleştirilmelidir.

Giriş/çıkış kapasitörleri​

Amaç iki katmandır:

  1. Anahtarlama ripple / loop stabilitesi (BQ24298 çevresinde, çok kısa döngü)
  2. Kablo/adaptör empedansı + ani yük geçişleri (kart omurgasında, daha büyük bulk ile)

BQ24298 çevresi için pratik yerleşim hedefi​

  • VBUS yakınında: 2×10 μF2\times 10\,\mu\mathrm{F} (X7R, 10V sınıfı, 0805/1206) + 0.1 μF0.1\,\mu\mathrm{F}
  • SYS yakınında: 2×22 μF2\times 22\,\mu\mathrm{F} (X7R, 6.3V/10V) + 0.1 μF0.1\,\mu\mathrm{F}
  • BAT yakınında: 10 μF10\,\mu\mathrm{F} (minimum) + 0.1 μF0.1\,\mu\mathrm{F}
not

MLCC’lerde DC-bias nedeniyle efektif kapasite düşer. Bu yüzden “10 μF10\,\mu\mathrm{F}” sınıfı kapasitörleri paralel kullanmak ve mümkünse 1206/1210 kılıf seçmek daha güvenlidir.

Omurga (VSYS) bulk kapasite yaklaşımı​

GSM gibi dinamik yüklerde, kısa süreli akım sıçramaları VSYS üzerinde düşüm oluşturabilir. Bu düşümün iki bileşeni vardır:

  • Kapasitif droop:

ΔVC≈ΔI⋅ΔtC\Delta V_C\approx \frac{\Delta I\cdot \Delta t}{C}

  • ESR droop:

ΔVESR≈ΔI⋅ESR\Delta V_{ESR}\approx \Delta I\cdot ESR

Örnek sezgisel kıyas:

  • ΔI=1 A\Delta I=1\,\mathrm{A} ve Δt=200 μs\Delta t=200\,\mu\mathrm{s} için
    • C=44 μFC=44\,\mu\mathrm{F} (ör. 2×22 μF2\times 22\,\mu\mathrm{F} MLCC) ise:

ΔVC≈1⋅200×10−644×10−6≈4.55 V\Delta V_C\approx \frac{1\cdot 200\times10^{-6}}{44\times10^{-6}}\approx 4.55\,\mathrm{V}

Bu örnek şunu gösterir: MLCC’ler loop/ripple için şarttır ama tek başına “ani yük” taşıyıcısı değildir.

Bu nedenle R6’da VSYS omurgasında (BQ24298’e ek olarak) şu yaklaşım önerilir:

  • BQ24298 yakınında MLCC set (yukarıdaki gibi)
  • VSYS omurgasında ek bulk: düşük ESR’li polimer/tantal (örn. 100–220 μF100\text{–}220\,\mu\mathrm{F}) veya uygun bir elektrolitik

Bulk kapasitör seçerken hedef:

  • GSM tepe akımlarında ΔV\Delta V’yi sınırlamak
  • ESR’i makul düşük tutmak (polimer/tantal bu yüzden avantajlı)

Not: Bu bulk kapasitörler “batarya yokken” ani yükleri taşımaz; batarya/power-path ana taşıyıcıdır. Bulk kapasitör daha çok kablo empedansı ve kısa geçişleri yumuşatır.

ILIM (donanımsal giriş akım sınırı)​

ILIM pini, adaptörden çekilebilecek üst giriş akımını donanımsal olarak sınırlar. Yazılımsal olarak REG00 üzerinden seçilen giriş akımı limiti (100 mA … 3 A) ILIM sınırını aşamaz; yani ILIM “tavan”, register ayarı “çalışma noktası” gibi düşünülmelidir.

R6 tasarım varsayımı ve hedef​

R6’da harici adaptörün 5 V / 20 W olduğu ve teorik maksimumun 4 A4\,\mathrm{A} olduğu varsayılmaktadır. Bu durumda hem sistem yüküne pay bırakmak hem de sahada “zayıf adaptör/kablo” senaryolarını tolere etmek için ILIM’i şu şekilde netliyoruz:

  • R6 hedef ILIM: IIN_MAX=3.0 AI_{IN\_MAX}=3.0\,\mathrm{A}

Bu seçim; 4A adaptörde güvenli marj bırakır ve yine de hızlı şarj + sistem beslemesini mümkün kılar.

ILIM direnç hesabı​

BQ24298 datasheet’te ILIM ilişkisi şu şekilde verilir:

IIN_MAX=KILIMRILIMI_{IN\_MAX}=\frac{K_{ILIM}}{R_{ILIM}}

Tipik katsayı:

KILIM≈435 A⋅ΩK_{ILIM}\approx 435\,\mathrm{A\cdot\Omega}

Hedef IIN_MAX=3.0 AI_{IN\_MAX}=3.0\,\mathrm{A} için:

RILIM=KILIMIIN_MAX=4353.0≈145 ΩR_{ILIM}=\frac{K_{ILIM}}{I_{IN\_MAX}}=\frac{435}{3.0}\approx 145\,\Omega

Tolerans / gerçek sahadaki bant: Datasheet’e göre KILIMK_{ILIM} min–max değişebildiği için (ör. 395…475 A·Ω), RILIM=145 ΩR_{ILIM}=145\,\Omega seçildiğinde yaklaşık sınır bandı:

IIN_MAX,min≈395145=2.72 AI_{IN\_MAX,min}\approx \frac{395}{145}=2.72\,\mathrm{A}

IIN_MAX,typ≈435145=3.00 AI_{IN\_MAX,typ}\approx \frac{435}{145}=3.00\,\mathrm{A}

IIN_MAX,max≈475145=3.28 AI_{IN\_MAX,max}\approx \frac{475}{145}=3.28\,\mathrm{A}

Bu bant, 4A adaptör varsayımıyla uyumludur.

RILIM komponent seçimi (R6)​

  • Önerilen değer: 145 Ω145\,\Omega (E96), %1 tolerans
  • Kılıf: 0603 yeterlidir (güç kaybı çok düşüktür)

Örnek parça numaraları:

  • Yageo – RC0603FR-07145RL (0603, 1%, 145Ω)
  • Panasonic – ERJ-3EKF1450V (0603, 1%, 145Ω)

Not: Eğer daha “konservatif” bir tavan istenirse (ör. 2.8–2.9A bandı), bir üst standart değer (örn. 150Ω / 154Ω) tercih edilebilir.

Pratik sizing yorumu (ILIM = 3A iken)​

Giriş akımı kabaca şu şekilde okunabilir:

IIN≈VBAT⋅ICHGVIN⋅η+ISYSI_{IN}\approx \frac{V_{BAT}\cdot I_{CHG}}{V_{IN}\cdot \eta} + I_{SYS}

Örnek varsayımlar:

  • VIN=5 VV_{IN}=5\,\mathrm{V}
  • VBAT=3.7 VV_{BAT}=3.7\,\mathrm{V}
  • η=0.90\eta=0.90
  • ISYS=0.20 AI_{SYS}=0.20\,\mathrm{A} (MCU + çevre birimleri, örnek)

ICHG=2.0 AI_{CHG}=2.0\,\mathrm{A} iken:

IIN≈3.7⋅2.05⋅0.9+0.20≈1.84 AI_{IN}\approx \frac{3.7\cdot 2.0}{5\cdot 0.9}+0.20\approx 1.84\,\mathrm{A}

ICHG=3.0 AI_{CHG}=3.0\,\mathrm{A} iken:

IIN≈3.7⋅3.05⋅0.9+0.20≈2.66 AI_{IN}\approx \frac{3.7\cdot 3.0}{5\cdot 0.9}+0.20\approx 2.66\,\mathrm{A}

Bu hesap şunu gösterir: ILIM=3A, teorik olarak 3A şarj + sistem yükünü aynı anda taşıyabilir; ancak sahada kablo/adaptör empedansı ve ısıl regülasyon nedeniyle BQ24298 zaten dinamik olarak akımı kısabilir.

ipucu

R6’da en sağlıklı yaklaşım: ILIM’i 3A ile “tavan” yapıp, firmware’de REG00 giriş akımı limitini ve şarj akımını adaptör davranışına göre dinamik ayarlamak.

STAT / PG pinleri ve LED gösterge​

BQ24298 üzerinde iki adet saha dostu durum pini bulunur:

  • PG (Power‑Good): Adaptör (VBUS) geçerliyse aktif olur.
  • STAT: Şarj durumunu işaret eder.

Bu pinler tipik olarak open‑drain olduğundan; LED veya MCU girişinde mutlaka pull‑up gerekir.

LED Davranışları​

Aşağıdaki yorumlar “genel saha davranışı” içindir. LED’lerin kesin mantığı R6 şematikte (STAT/PG hangi rail’e pull‑up edildiği ve LED yönü) netleştikten sonra kesinleştirilmelidir.

PGSTATSaha yorumu
KapalıKapalıAdaptör yok veya VBUS geçersiz (enerji yok / giriş koruma açmış olabilir).
AçıkAçıkAdaptör var, şarj aktif değil (batarya dolu olabilir veya şarj disable/askıda).
AçıkKapalıAdaptör var ve şarj aktif (precharge/fast charge).

LED akım hesabı (örnek)​

Direnç hesabı:

R=VPU−VFILEDR=\frac{V_{PU}-V_F}{I_{LED}}

Örnek:

  • VPU=3.3 VV_{PU}=3.3\,\mathrm{V}
  • VF=2.0 VV_F=2.0\,\mathrm{V} (kırmızı LED varsayımı)
  • ILED=0.6 mAI_{LED}=0.6\,\mathrm{mA}

R≈3.3−2.00.0006≈2166 Ω⇒2.2 kΩR\approx \frac{3.3-2.0}{0.0006}\approx 2166\,\Omega\Rightarrow 2.2\,\mathrm{k\Omega}

Not: LED’leri “gösterge” için çok parlak yapmamak, batarya modunda gereksiz tüketimi azaltır.

Termal değerlendirme (varsayımsal)​

Anahtarlamalı şarj yapısı için hızlı ilk yaklaşım:

POUT≈VBAT⋅ICHGP_{OUT}\approx V_{BAT}\cdot I_{CHG}

PLOSS≈(1−η)⋅POUTP_{LOSS}\approx (1-\eta)\cdot P_{OUT}

Örnek varsayımlar:

  • VBAT=3.7 VV_{BAT}=3.7\,\mathrm{V}
  • ICHG=2.0 AI_{CHG}=2.0\,\mathrm{A}
  • η=0.90\eta=0.90

POUT=7.4 WP_{OUT}=7.4\,\mathrm{W}

PLOSS≈0.74 WP_{LOSS}\approx 0.74\,\mathrm{W}

ΔT≈PLOSS⋅θJA\Delta T\approx P_{LOSS}\cdot \theta_{JA}

Yorum​

Örnek hesapta PLOSS≈0.74 WP_{LOSS}\approx 0.74\,\mathrm{W} çıkıyor. Yerleşime bağlı olarak θJA\theta_{JA} geniş aralıkta değişir.

  • θJA=40 ∘C/W\theta_{JA}=40\,^{\circ}\mathrm{C/W} için: ΔT≈30 ∘C\Delta T\approx 30\,^{\circ}\mathrm{C}
  • θJA=80 ∘C/W\theta_{JA}=80\,^{\circ}\mathrm{C/W} için: ΔT≈60 ∘C\Delta T\approx 60\,^{\circ}\mathrm{C}

Bu şu anlama gelir: enclosure içi ortam sıcaklığı TA=50 ∘CT_A=50\,^{\circ}\mathrm{C} gibi bir değer olduğunda, kötü yerleşim senaryosunda junction sıcaklığı ∼110 ∘C\sim 110\,^{\circ}\mathrm{C} bandına yaklaşabilir ve entegre termal regülasyon ile şarj akımını düşürmeye başlayabilir.

Saha çıktısı: “Şarj var görünüyor ama akım düşüyor / şarj çok uzuyor” davranışı.

Azaltma yöntemleri:

  • ICHGI_{CHG} hedefini düşürmek (ör. 2A → 1.5A)
  • Indüktör DCR’ını düşürmek (kaybı azaltır)
  • Termal pad altında bakır alanı büyütmek + via ile alt katmanlara ısı yaymak
  • Enclosure içinde hava akışı/metal şase ile ısı yayılımı sağlamak

Servis enerji kesme butonu (QON)​

Sahada nadiren de olsa sistemin “tam kilitlenip” ancak pil sök‑tak ile toparladığı durumlar gözlenebilir. Bu durumda amaç; kullanıcı kutuyu açmadan batarya hattını kısa süreli devreden çıkarıp yeniden bağlayarak “enerji döngüsü” oluşturmaktır.

R6 için düşük maliyetli yaklaşım:

  • QON pini bir anlık buton ile GND’ye çekilir.
  • Bu tetik ile BQ24298’nin dahili BATFET yapısının kontrollü şekilde kapanması hedeflenir.
  • Buton bırakıldığında sistem yeniden enerjilenir.
uyarı

QON davranışının detayları (minimum basma süresi, hangi koşullarda BATFET’i kapattığı, yeniden açılma koşulları) datasheet’e göre doğrulanarak R6 şematik notu haline getirilmelidir. Bu dokümanda prensip anlatılmıştır.

Önerilen donanım kurgusu​

  • QON → buton → GND
  • QON hattına ESD/EMI açısından yakın GND dönüş
  • İstenirse QON’a seri küçük bir direnç (örn. 100 Ω100\,\Omega) ile buton kaynaklı sert darbeler yumuşatılabilir
  • Butonun erişilebilirliği “servis butonu” mantığında olmalı (kazara basılmayı azaltacak konum)

Saha senaryosu​

  • Adaptör yokken sistem kilitlenirse:
    1. kullanıcı butona 1–2 s1\text{–}2\,\mathrm{s} basılı tutar
    2. bırakır
    3. sistem yeniden açılır

Komponent seçimi ve alternatifler (özet)​

Bu sayfa boyunca indüktör ve RILIMR_{ILIM} için seçimleri netledik. Aşağıdaki tablo, BQ24298 çevresindeki kritik pasifleri ve R6’da hedeflenen yaklaşımı tek bakışta özetler.

FonksiyonRefSeçilen (R6 hedef)AlternatiflerYorum
Şarj / power‑path PMICU?BQ24298BQ24295/97 (varyant), başka NVDC PMIC’lerFW register haritası değişir
IndüktörL?Bourns SRP4020TA‑2R2MWürth 744777002, Coilcraft XAL4020‑222Mekanik yükseklik/tedarik
BootstrapCboot47nF (X7R, 0402/0603)47–100nFIC’ye çok yakın
REGN bypassCregn4.7µF (X7R, 0603/0805)2.2–10µFKısa GND dönüş
VBUS giriş MLCCCvin2×10µF (X7R, 10V, 0805/1206) + 100nF3×10µF veya 2×22µFDC‑bias için paralel
SYS MLCCCsys2×22µF (X7R, 6.3–10V) + 100nF3×22µFGSM yük adımı için “loop” desteği
BAT MLCCCbat10µF (min) + 100nF22µFBAT pinine yakın
VSYS bulk (omurga)Cbulk100–220µF polimer (ops.)elektrolitik, tantalAni yük geçişi ve kablo empedansı
ILIM direnciRILIM145Ω, %1, 0603150Ω / 154ΩTavan sınır hedefi
CE kontrolü—FW ile opsiyonelDonanımsal always‑enableCE aktif‑LOW, isimlendirme net olmalı
QON servis butonuSW?OpsiyonelDNPSaha toparlama için

Tahmini maliyet analizi (Şarj yönetimi + power‑path alt bloğu)​

Aşağıdaki maliyetler tahmini olup tedarikçi/adet/stok/kur durumuna göre değişir. Buradaki amaç; R6’da seçtiğimiz BQ24298 tabanlı NVDC mimarisinin BOM etkisini görünür kılmaktır.

bilgi

Bu maliyet tablosu şunları kapsamaz:

  • Batarya hücresi (18650 / LiPo) → tedarik ve sertifikasyona göre çok değişir.
  • Harici adaptör giriş koruması (PPTC + MOSFET + TVS + EMI) → ilgili sayfada ayrıca verildi.
  • Fuel gauge (MAX17055) → ilgili sayfada ayrıca verildi.

Varsayımlar (R6 hedef)​

  • Şarj akımı hedefi: 2.0–3.0A (saha/ısıl koşullara göre firmware ile kısılabilir)
  • ILIM tavanı: 3.0A → RILIM=145 ΩR_{ILIM}=145\,\Omega
  • Indüktör: 2.2µH, shielded, 6A sınıfı
  • MLCC’ler: DC‑bias etkisi için paralel kullanım
  • VSYS bulk: default DNP, ihtiyaç olursa populate

Maliyet tablosu (R6 hedef konfigürasyon)​

KalemAdetPrototip (1–10)Pilot (100)Seri (1k+)Not
BQ24298 (QFN)1$3.80$2.70$2.05PMIC, stok etkisi yüksek
Indüktör 2.2µH (SRP4020TA‑2R2M)1$0.38$0.26$0.19Shielded
Bootstrap 47nF1$0.004$0.002$0.00150402/0603
REGN 4.7µF1$0.05$0.03$0.02X7R
VBUS 10µF X7R 10V2$0.18$0.12$0.082×
SYS 22µF X7R2$0.18$0.12$0.082×
BAT 10µF X7R1$0.09$0.06$0.04
100nF X7R3$0.012$0.006$0.00453×
RILIM 145Ω %11$0.002$0.001$0.00070603
Çeşitli pull‑up/pull‑down (tahmini)4$0.008$0.004$0.003CE/STAT/PG vb.
TOPLAM (R6 hedef)$4.714$3.309$2.469Şarj + power‑path

Opsiyonel ekler​

OpsiyonPrototip (1–10)Pilot (100)Seri (1k+)Açıklama
VSYS bulk 220µF polimer$0.45$0.30$0.22GSM yük adımı/kablo empedansı için
QON servis butonu + R (100Ω)$0.08$0.05$0.03Kutu açmadan toparlama
Daha premium indüktör (Coilcraft)+$0.35+$0.22+$0.16DCR/kalite marjı
uyarı

Şarj yönetiminde “komponent” kadar yerleşim belirleyicidir.

  • SW/BOOT loop alanı büyürse EMI artar.
  • VBUS/SYS/BAT kapasitörleri IC pinlerine uzak kalırsa ripple ve transient davranış bozulur.
  • Enclosure içi sıcaklık yükseldikçe BQ24298 termal regülasyona girer → şarj akımı düşer.