Revizyon Bilgisi

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

Harici Adaptör Girişi

R6 mimarisinde sistemin ana besleme girişi harici $5\,\mathrm{V}$ DC adaptördür (nominal $20\,\mathrm{W}$, ör. $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$). Adaptörden gelen $5\,\mathrm{V}$ modül üzerindeki sokete girer ve soket sonrasında DC Input Protection katmanından geçirilir. Bu sayede;

• Ters bağlantı (reverse polarity): Adaptör kablosunun yanlış bağlanması veya sahada yapılan müdahaleler.
• Kısa devre / aşırı akım: Kablo ezilmesi, konektör arızası, kart içi arıza.
• Darbe / transient: Uzun kablo, endüktif yükler ve adaptör çıkışındaki ani dalgalanmalar.
• EMI: Kablo anten etkisi + kart içi anahtarlamalı dönüştürücüler (TPS61088 boost, izole DC/DC) ile oluşan iletken gürültü.

kaynaklı problemler azaltılır.

Koruma yapısı akış diyagramı aşağıdaki şekildedir.

---

Konnektör

Harici adaptör beslemesi, kart üzerindeki DC giriş konnektörü üzerinden sisteme alınır. R6 tasarımında bu konnektör; sahada hata payını azaltmak, titreşim altında teması korumak ve servis sırasında hızlı müdahale edebilmek için mümkün olduğunca polarize (yanlış takılması zor) bir yapıda seçilmelidir.

Elektriksel gereksinimler

• Giriş gerilimi: nominal $5\,\mathrm{V}$ DC (adaptör toleransları dikkate alınmalıdır)
• Güç hedefi: $20\,\mathrm{W}$ sınıfı adaptör ile uyum (ör. $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$)
• Akım taşıma: Konnektör, pin ve lehim padleri; sistemin en kötü senaryo akımını (röle + modem TX + izole besleme) güvenli şekilde taşıyacak kapasitede seçilmelidir.

not

Konnektör akım kapasitesi yalnız “datasheet akımı” değildir; PCB üzerindeki iz genişliği, via sayısı, bakır ağırlığı ve konektörün mekanik stabilitesi toplam taşınabilir akımı belirler.

Pinleme ve işaretleme

Konnektör pinlemesi dokümantasyon ve servis sahası için net olmalıdır. Önerilen isimlendirme:

Pin	Net adı	Açıklama
1	VDC_IN (+$5\,\mathrm{V}$)	Harici adaptör +$5\,\mathrm{V}$ çıkışı
2	GND	Güç dönüş hattı

• PCB üzerinde konnektör çevresinde belirgin “+ / –” işaretleri ve gerekirse silkscreen yön oku bulunmalıdır.
• Kablo/konnektörün yanlış takılması ihtimaline karşı ters polarite koruması bir sonraki katmanda sağlanır; ancak ilk hedef sahada yanlış bağlantıyı fiziksel olarak zorlaştırmaktır.

Yerleşim ve routing önerileri

• Konnektör ile DC Input Protection bloğu arasındaki izler kısa ve geniş tutulmalıdır.
• GND dönüş hattı mümkün olduğunca düşük empedanslı olmalı; konnektör GND’si doğrudan güç dönüş omurgasına bağlanmalıdır.
• Konnektöre yakın bir noktada test noktası ($TP\_VDC\_IN$ ve $TP\_GND$) ayrılması üretim ve arıza tespit sürecini hızlandırır.

ipucu

Saha kablolamasında gevşeme/oksitlenme görülebileceği için; vida sıkmalı terminal kullanılıyorsa uygun tork ve kablo pabuç standardı, soketli bağlantı kullanılıyorsa kilitleme mekanizması (latch) tercih edilmelidir.

Komponent seçimi

R5 revizyonunda harici adaptör girişi için sökülebilir (plug-in) vidalı terminal blok tercih edilmiştir. Bu tip konnektör; sahada kablo bağlamayı kolaylaştırır, servis sırasında kablonun karttan ayrılmasını pratik hale getirir ve doğru seçildiğinde titreşim altında teması korur.

Bu sınıfta konnektör iki parçadan oluşur:

• PCB header (erkek, karta lehimli kısım)
• Plug (dişi, kablonun bağlandığı sökülebilir kısım)

R6 için de aynı topoloji kullanılacaktır (2 kutuplu: VDC_IN (+$5\,\mathrm{V}$) ve GND).

Seçim kriterleri

Aşağıdaki sahaya uygun güvenlik payı ile önerilen kriterler verilmiştir.

Kriter	Öneri	Not
Kutup sayısı	2P	VDC_IN + GND
Nominal akım	$\ge 6\,\mathrm{A}$ (tercihen $8$–$10\,\mathrm{A}$)	$5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$ adaptör + anlık yükler için pay
Nominal gerilim	$\ge 60\,\mathrm{VDC}$	$5\,\mathrm{V}$ hattı için fazlasıyla yeterli; izolasyon/malzeme kalitesi göstergesi
Hat aralığı (pitch)	$3.50\,\mathrm{mm}$ / $5.08\,\mathrm{mm}$	Mekanik alan ve akım ihtiyacına göre
Kablo kesiti	en az $0.5$–$1.0\,\mathrm{mm}^2$ (AWG20–AWG18)	Saha kablolaması için pratik
Kilitleme	latch/locking önerilir	Plug’ın titreşimle çıkmasını zorlaştırır
Sıcaklık / UL	endüstriyel sınıf	Enclosure içi sıcaklıklar için

R6 BOM’unda bu bölüm, seçilen seriye göre "Header PN" + "Plug PN" ikilisi olarak birlikte tanımlanmalıdır.

Önerilen PN setleri (header + plug)

Aşağıdaki parça numaraları, 2 kutuplu sökülebilir vidalı terminal blok için “pratik ve sahada bulunabilir” örnek setlerdir. BOM’a girmeden önce; pitch, yükseklik, kilitleme tipi ve footprint ölçülerini üretici datasheet’i ile teyit edin.

uyarı

Aynı serinin header (karta lehimli) ve plug (kablo tarafı) parçaları birlikte seçilmelidir. Farklı seriler/pitch değerleri fiziksel olarak uymaz.

Seçenek-1 (önerilen): Phoenix Contact COMBICON – $5.08\,\mathrm{mm}$ pitch

Rol	Üretici / Seri	Pitch	Örnek PN	Not
PCB header	Phoenix Contact MC 1,5	$5.08\,\mathrm{mm}$	MC 1,5/2-G-5,08	Karta lehimli erkek parça
Plug	Phoenix Contact MC 1,5	$5.08\,\mathrm{mm}$	MC 1,5/2-ST-5,08	Sökülebilir dişi parça

Seçenek-2 (daha yüksek akım/kablo marjı): Phoenix Contact COMBICON – $5.08\,\mathrm{mm}$ pitch ($2.5\,\mathrm{mm}^2$ sınıfı)

Rol	Üretici / Seri	Pitch	Örnek PN	Not
PCB header	Phoenix Contact MSTB 2,5	$5.08\,\mathrm{mm}$	MSTB 2,5/2-G-5,08	Daha büyük gövde/kablo kesiti
Plug	Phoenix Contact MSTB 2,5	$5.08\,\mathrm{mm}$	MSTB 2,5/2-ST-5,08	Sökülebilir dişi parça

ipucu

R6’da mekanik alan uygunsa $5.08\,\mathrm{mm}$ pitch tercih edilmelidir. Hem saha kablolaması daha rahat olur hem de akım/ısıl pay daha yüksek olur.

PCB footprint ve yerleşim notları

• Konnektör kart kenarına (üst kısım) dışarıya bakacak şekilde yerleştirilmeli; kutu dışına delikten çıkacak şekilde planlanmalıdır.
• Header padleri ve delik çapları, seçilen serinin mekanik datasheet’i ile birebir uyumlu olmalıdır.
• $5\,\mathrm{V}$ girişinde hedef akımlar nedeniyle giriş iz genişliği ve GND dönüş omurgası konnektörün akım kapasitesi kadar kritiktir.
• Silkscreen üzerinde Pin-1 işareti ve net isimleri (VDC_IN / GND) net görünmelidir.
• Konnektör çevresinde kablo yönü için yeterli mekanik boşluk (keep-out) bırakılmalıdır.

---

Fuse/Polyfuse

Giriş sigortası/polyfuse; adaptör kablosu, konnektör veya kart üzerinde oluşabilecek kısa devre / aşırı akım senaryolarında akımı sınırlayarak hem kartı hem de kablo hattını korur. Ayrıca TVS’nin darbe anında çektiği yüksek akımın “kontrollü” yönetilmesine yardımcı olur.

R6 mimarisinde sigorta/polyfuse, konnektörden hemen sonra konumlanır. Böylece hat üzerindeki arıza akımı, kart içine yayılmadan önce sınırlandırılır.

Sigorta mı, polyfuse mı?

Bu noktada iki yaklaşım vardır:

• Tek kullanımlık sigorta (fast/slow blow): Arıza anında kesin açar; akım sınırlaması nettir. Servis gerektirir.
• Polyfuse (PTC resetlenebilir): Aşırı akımda direnci yükselterek akımı sınırlar; arıza kalkınca çoğunlukla geri döner. Saha servisinde daha affedicidir.

R6 saha senaryosu (uzun kablo, ters bağlantı ihtimali, kullanıcı müdahalesi) düşünüldüğünde genellikle polyfuse daha pratik bir seçenektir. Ancak tekrarlı trip durumunda ısınma ve hat gerilimi düşümü artabileceği için seçim dikkatli yapılmalıdır.

Boyutlandırma yaklaşımı (Hold/Trip)

Polyfuse seçerken iki temel parametre kullanılır:

• $I_{hold}$: Belirli ortam sıcaklığında polyfuse’un sürekli taşıyabildiği akım.
• $I_{trip}$: Polyfuse’un triplendiği (direncinin hızla arttığı) akım.

Bu tasarım için pratik bir hedef:

• Adaptör: $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$ sınıfı
• Kart için hedef sürekli giriş akımı: $\approx 3\,\mathrm{A}$ (yük + şarj senaryolarına bağlı)

Bu nedenle başlangıç için:

• $I_{hold} \ge 4\,\mathrm{A}$ (@ $25^{\circ}\mathrm{C}$)
• $I_{trip} \approx 6$–$8\,\mathrm{A}$

bandı genellikle uygundur.

not

Polyfuse değerleri sıcaklıkla ciddi değişir. Enclosure içi sıcaklık yükseldikçe $I_{hold}$ düşer. R6 kutu içi sıcaklık senaryosu (ör. $60^{\circ}\mathrm{C}$) için mutlaka derating yapılmalıdır.

Komponent seçimi (R6 önerisi)

R6’da hedef adaptör sınıfı $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$ olduğundan, saha sıcaklığı ve röle/GSM anlık akım çekişleri de hesaba katılarak SMD PPTC (polyfuse) tarafında 2920 sınıfı tercih edilmiştir. Bu footprint hem düşük iç direnç hem de daha yüksek akım marjı verdiği için sahada daha stabil sonuç üretir.

Tip	Üretici	Önerilen PN	Temel değerler (tipik)	Footprint	Ne zaman tercih edilmeli
Polyfuse (PPTC)	Littelfuse	2920L500/16MR	$I_h=5\,\mathrm{A}$, $I_t=10\,\mathrm{A}$, $V_{max}=16\,\mathrm{V}$	2920	Varsayılan öneri. Kutu içi sıcaklık yüksekse (ör. $50$–$70^{\circ}\mathrm{C}$), adaptör kalitesi değişkense ve kartın anlık çekişleri agresifse daha güvenli marj sağlar.
Polyfuse (PPTC)	Littelfuse	2920L400/15MR	$I_h=4\,\mathrm{A}$, $I_t=8\,\mathrm{A}$, $V_{max}=15\,\mathrm{V}$	2920	Sistem sürekli akımı daha düşükse ve sıcaklık daha kontrollüyse (trip’e gereksiz yaklaşmamak şartıyla) alternatif olabilir.
Tek kullanımlık sigorta (SMD)	Littelfuse	0454004.MR (Nano2 454 Slo-Blo)	$I_n=4\,\mathrm{A}$ (time-lag), $125\,\mathrm{V}$	2410	“Kesin açsın, geri dönmesin” yaklaşımı isteniyorsa. Servis gerektirir. PPTC yerine veya PPTC + sigorta kombinasyonunda kullanılabilir.

uyarı

Polyfuse seçiminde $I_{hold}$ değerinin sıcaklıkla düştüğünü unutmayın. Kutu içi sıcaklık yükseldikçe $4\,\mathrm{A}$ sınıfı bir PPTC, $4\,\mathrm{A}$ yükte “sınırda” kalabilir ve istenmeyen trip davranışı gösterebilir. Bu yüzden R6’da pratikte 2920L500/16MR daha güvenli varsayılandır.

Yerleşim ve PCB notları

• Polyfuse/sigorta, konektöre yakın olmalı; böylece arıza akımı kart içine girmeden sınırlanır.
• Polyfuse ısınabileceğinden, çevresinde yeterli bakır alan bırakılmalı; sıcak bileşenlere çok yakın konumlandırılmamalıdır.
• TVS ile birlikte çalışacağı için, TVS’nin GND dönüşü ve polyfuse’un yerleşimi aynı akım döngüsü içinde kompakt tutulmalıdır.

---

Ters Besleme Koruması

Ters besleme (reverse polarity) koruması; adaptörün +/– uçlarının sahada yanlış bağlanması durumunda kartın hasar görmesini engeller. R6’da bu katman, sigorta/polyfuse’dan sonra konumlandırılır.

Neden “diyot” yerine MOSFET?

En basit ters polarite koruması seri diyot ile yapılabilir; ancak $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$ sınıfında seri diyot kullanımı iki sebeple dezavantajlıdır:

• Gerilim düşümü: $0.3$–$0.6\,\mathrm{V}$ seviyesinde düşüm, BQ24298 VBUS tarafında marjı azaltır.
• Isıl kayıp: $P\approx V_f\cdot I$ olduğundan $4\,\mathrm{A}$’da $\gtrsim 1\,\mathrm{W}$ kayıp ve ciddi ısınma oluşur.

Bu nedenle R6’da tercih edilen yaklaşım, düşük kayıplı P-kanal MOSFET ile ideal-diyot (reverse battery) topolojisidir.

Önerilen topoloji: P-MOSFET “ideal diode” (high-side)

Bu topolojide P-MOSFET; ters bağlantıda akımı bloklar, doğru bağlantıda ise çok düşük $R_{DS(on)}$ ile iletime geçerek gerilim düşümünü minimuma indirir.

Bağlantı prensibi (blok seviyesinde):

• Drain → konnektör tarafı (giriş)
• Source → kart tarafı (korunan VDC hattı)
• Gate → GND’ye kontrollü çekilir (direnç ağı ile)

Doğru polarite:

• MOSFET’in gövde diyodu kısa süreli bir ön iletim sağlar.
• Gate GND’ye çekildiği için $V_{GS}<0$ olur ve MOSFET tamamen iletime geçer.
• Seri düşüm yaklaşık: $\Delta V\approx I\cdot R_{DS(on)}$ seviyesine iner.

Ters polarite:

• Gövde diyodu ters bias olur ve akım akışı kesilir.
• $V_{GS}$ MOSFET’i açacak yönde oluşmadığı için MOSFET kapalı kalır.

Boyutlandırma ve ısıl kontrol

MOSFET seçerken iki parametre kritik:

• $R_{DS(on)}$ (özellikle $V_{GS}=-4.5\,\mathrm{V}$ koşulunda)
• Paket/termal performans

Yaklaşık kayıp hesabı:

$P_{loss}\approx I^2\cdot R_{DS(on)}$

Örnek: $I=4\,\mathrm{A}$, $R_{DS(on)}=20\,\mathrm{m}\Omega$ için:

$P_{loss}=16\cdot 0.02=0.32\,\mathrm{W}$

Bu seviyede bile MOSFET’in bakır alanı/termal viasız bırakılması sıcaklık artışını büyütür.

Gate koruma ve açılış davranışı

• Gate-source pull-up ($R_{GS}$): MOSFET’in kendiliğinden açılmasını engeller (gate’i source’a çeker).
• Gate seri direnci ($R_G$): ESD/EMI ve gate çınlamasını azaltır.
• Zener (opsiyonel): $V_{GS}$’yi sınırlamak için gate-source arasına zener eklenebilir.
• Soft-start (opsiyonel RC): Hot-plug anında inrush ve EMI’yi azaltmak için gate üzerinde RC ile kontrollü açılış uygulanabilir.

Yerleşim notları

• Reverse polarity MOSFET, konnektör + sigorta/polyfuse’a fiziksel olarak yakın olmalıdır.
• VDC izleri geniş tutulmalı; MOSFET source/drain bakır alanı ısı yayılımı için kullanılmalıdır.
• TVS’nin dönüş akımı ile MOSFET’in güç döngüsü mümkün olduğunca kompakt tutulmalıdır.

Komponent seçimi (R6 önerisi)

Aşağıdaki örnek PN’ler, $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$ sınıfı giriş için P-MOSFET reverse battery uygulamalarında yaygın ve pratik seçeneklerdir. BOM’a kilitlemeden önce seçilen paketin footprint’i ve $R_{DS(on)}$ değerleri mutlaka datasheet ile teyit edilmelidir.

Rol	Tip	Üretici	Önerilen PN	Temel not
Reverse polarity MOSFET	P-MOSFET	Alpha & Omega	AO4407A	$30\,\mathrm{V}$ sınıfı, düşük $R_{DS(on)}$; $5\,\mathrm{V}$ sistemler için pratik SO-8 seçenek
Reverse polarity MOSFET	P-MOSFET	Diodes Inc.	DMP3010LK3	$20$–$30\,\mathrm{V}$ sınıfı, düşük $R_{DS(on)}$; benzer kullanım
Gate-source zener (ops.)	Zener	Diodes Inc. / Nexperia	BZT52H-C6V8 (veya muadili)	$V_{GS}$ sınırlama için $6.8\,\mathrm{V}$ sınıfı
Gate seri direnci	R	—	$100\,\Omega$ (0603/0805)	EMI ve gate ring azaltma
Gate-source pull-up	R	—	$100\,\mathrm{k}\Omega$ (0603/0805)	MOSFET’in default kapalı kalması için

uyarı

P-MOSFET topolojisinde drain/source yönü kritiktir. Footprint’te pin mapping ters bağlanırsa koruma çalışır gibi görünüp, ters bağlantıda kartı korumayabilir.

---

TVS Darbe Koruması

TVS (Transient Voltage Suppressor) koruması; uzun kablo, adaptör kaynaklı ani geçişler, ESD ve endüktif etkilerle oluşan transient’lerde giriş hattını hızlı şekilde “kısadevreleyerek” gerilim piklerini sınırlar.

R6’da TVS; reverse polarity korumasından sonra ve EMI/LC filtresinden önce konumlandırılmıştır.

Hangi transient’leri hedefliyoruz?

Bu giriş hattı bir şebeke hattı değildir; harici adaptör çıkışıdır. Ancak sahada aşağıdaki transient tipleri pratikte görülür:

• Hot-plug transient: Adaptör kablosunun takılma anında oluşan overshoot/ringing.
• Kablo indüktansı kaynaklı pik: Uzun kablo + ani yük çekişleri (GSM TX, röle çekişi).
• ESD: Konektörün elle temas edilmesi / kablo ucunun boşta kalması.
• Kötü adaptör regülasyonu: Boşta gerilimi yüksek adaptör veya düşük kalite SMPS davranışı.

TVS seçim prensipleri ($5\,\mathrm{V}$ DC giriş)

$5\,\mathrm{V}$ DC giriş için TVS seçimi yapılırken aşağıdaki gerilim değerleri kritiktir:

• $V_{RWM}$ (Reverse Working Voltage): Normalde iletime geçmeyeceği sürekli çalışma gerilimi.
• $V_{BR}$ (Breakdown Voltage): TVS’nin iletime geçtiği eşik bandı.
• $V_{C}$ (Clamping Voltage): Belirli darbe akımında hattı sınırlandırdığı gerilim.

$5\,\mathrm{V}$ adaptör girişinde pratik hedef:

• $V_{RWM}$: $5.0$–$6.0\,\mathrm{V}$ bandı
• $V_C$: mümkün olduğunca düşük (ama yanlış trip yapmayacak kadar yüksek)

not

$5\,\mathrm{V}$ rayı üzerinde $5.2\,\mathrm{V}$ gibi toleranslar görülebilir (özellikle adaptör boşta iken). Bu nedenle $V_{RWM}$ çok düşük seçilirse TVS gereksiz iletime yaklaşabilir.

Yerleşim (layout) kritik notları

• TVS, konektöre fiziksel olarak çok yakın olmalıdır.
• TVS’nin GND dönüşü, kısa ve geniş bir yol ile doğrudan güç GND omurgasına bağlanmalıdır.
• TVS’nin akım döngüsü (VDC_IN → TVS → GND) en küçük alan olacak şekilde tasarlanmalıdır.

Komponent seçimi (R6 önerisi)

R6’daki $5\,\mathrm{V}$ adaptör girişi için genellikle unidirectional TVS daha iyi clamp davranışı verir.

Tip	Üretici	Önerilen PN	Paket	Not
TVS (unidirectional)	Littelfuse	SMBJ5.0A	SMB (DO-214AA)	Kablo kaynaklı transient’lerde sağlam “ilk kalkan”
TVS (bidirectional)	Littelfuse	SMBJ5.0CA	SMB	DC girişte genelde “A” (tek yön) daha iyi clamp verir
TVS (kompakt, ESD ağırlıklı)	Nexperia	PESD5V0S1BA	SOD-323	ESD ağırlıklı; enerji yüksekse SMBJ/SMCJ sınıfı daha uygundur

uyarı

TVS seçimi, beklenen transient enerjisine bağlıdır. Eğer sahada “uzun kablo + kötü adaptör + sık hot-plug” senaryosu ağır basıyorsa SOD-323 sınıfı ESD TVS’ler yetersiz kalabilir. Bu durumda SMBJ/SMCJ gibi daha yüksek güç sınıfı TVS tercih edilmelidir.

---

EMI/LC Filtresi

EMI/LC filtresi; adaptör kablosu (anten etkisi), kart içindeki anahtarlamalı dönüştürücüler ve agresif yük değişimleri ile oluşan iletken gürültünün (conducted EMI) VDC omurgasında büyüyüp, şarj/power-path tarafını ve hassas regülasyon noktalarını zorlamasını azaltır.

R6’da bu filtre; TVS’den sonra konumlandırılmıştır.

uyarı

EMI filtresi “tek başına” transient koruması değildir. TVS + sigorta/polyfuse transient enerjisini güvenle yönetmek için ana korumadır.

Önerilen topoloji: $\pi$ (Pi) filtre

R6 için en stabil ve sahada en az sürpriz çıkaran yaklaşım genellikle $\pi$ filtredir:

• $C_{IN}$: $22\,\mu\mathrm{F}$ (X7R, $10$–$16\,\mathrm{V}$) + $100\,\mathrm{nF}$ (X7R, $50\,\mathrm{V}$)
• Seri eleman: yüksek akım ferrit boncuk (aşağıdaki PN’lerden biri)
• $C_{OUT}$: $22\,\mu\mathrm{F}$ (X7R, $10$–$16\,\mathrm{V}$) + $100\,\mathrm{nF}$ (X7R, $50\,\mathrm{V}$)

not

MLCC’lerde DC bias ile etkin kapasite düşer. Bu nedenle $22\,\mu\mathrm{F}/10\,\mathrm{V}$ yerine $22\,\mu\mathrm{F}/16\,\mathrm{V}$ seçmek çoğu zaman daha stabil sonuç verir.

Yerleşim (layout) kritik notları

• $C_{IN}$, seri elemandan önce ve giriş döngüsünü küçültecek şekilde yerleştirilmeli.
• $C_{OUT}$, mümkün olduğunca BQ24298 $V_{BUS}$ pinine yakın olmalıdır.
• $C_{OUT}$ GND dönüşü, BQ24298 power GND’ye düşük empedanslı dönmelidir.
• Filtre hattı ile yüksek $di/dt$ döngüler (boost switch node, röle sürücü hatları) birbirinden uzak tutulmalıdır.

Komponent seçimi (R6 önerisi)

Kritik nokta: $600\,\mathrm{m}\Omega$ $100\,\mathrm{MHz}$ gibi “yüksek empedanslı” boncuklar çoğunlukla $1$–$2\,\mathrm{A}$ sınıfında kalır. Girişimiz $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$ olduğundan, daha düşük empedanslı ama yüksek akımlı boncuk seçmek daha doğru olur.

Seçenek-1: Ferrit boncuk (varsayılan öneri)

Rol	Üretici	Önerilen PN	Empedans @ $100\,\mathrm{MHz}$	Akım sınıfı	DCR (max)	Not
Ferrit boncuk	Murata	BLM31SN500SH1L	$50\,\Omega$	$12\,\mathrm{A}$	$1.6\,\mathrm{m}\Omega$	$4\,\mathrm{A}$ girişte çok rahat; düşüm minimal
Ferrit boncuk	Murata	BLM31PG330SN1L	$33\,\Omega$	$6\,\mathrm{A}$	$9\,\mathrm{m}\Omega$	Daha kompakt/uygun alternatif; $4\,\mathrm{A}$ için yeterli marj

Seçenek-2: LC seri eleman (yalnız ihtiyaç olursa)

LC tercih edilecekse seri eleman bir shielded power inductor olmalı ve akım/ısıl marjı yüksek seçilmelidir.

Rol	Üretici	Önerilen PN	Endüktans	Akım sınıfı	DCR (max)	Not
Güç indüktörü	Würth Elektronik	74439344022	$2.2\,\mu\mathrm{H}$	$8\,\mathrm{A}$	$10.5\,\mathrm{m}\Omega$	Düşük DCR; iyi marj
Güç indüktörü	Murata	DD1274AS-H-2R2N=P3	$2.2\,\mu\mathrm{H}$	$8\,\mathrm{A}$	$9.6\,\mathrm{m}\Omega$	Footprint kontrol edilerek kullanılabilir
Güç indüktörü	Coilcraft	XAL6030-222MEC	$2.2\,\mu\mathrm{H}$	$10\,\mathrm{A}$	$13.97\,\mathrm{m}\Omega$	Mekanik alan uygunsa güçlü alternatif

uyarı

LC filtre kullanılırsa, kablo/adaptör empedansı ile birlikte rezonans oluşabilir. Bu durumda ya $C_{OUT}$ tarafında doğal ESR (tantal/elektrolitik) ile sönümleme sağlanmalı ya da RC snubber/damping yaklaşımı düşünülmelidir.

Doğrulama (saha odaklı hızlı test)

• Hot-plug testi: Adaptörü takarken $V_{BUS}$ üzerinde overshoot/ringing var mı? (osiloskop)
• GSM TX testi: Modem veri gönderirken $V_{BUS}$ / $V_{SYS}$ çöküyor mu?
• Röle testi: Röle çek-bırak sırasında $5\,\mathrm{V}$ ve $3.3\,\mathrm{V}$ raylarında zıplama oluyor mu?

Bu testlerde iyileşme görülmüyorsa sorun çoğu zaman “değer” değil yerleşim ve dönüş yolu empedansı olur.

---

Tahmini maliyet analizi

Aşağıdaki maliyetler tahmini olup tedarikçi/adet/stok/kur durumuna göre değişir. Buradaki amaç; R6’da seçtiğimiz koruma yaklaşımının (PPTC + P‑MOSFET + TVS + EMI filtresi) BOM etkisini görünür kılmaktır.

Varsayımlar

• Harici adaptör: $5\,\mathrm{V}/4\,\mathrm{A}$
• Konnektör: 2P sökülebilir vidalı terminal blok (header + plug)
• Sigorta: PPTC 2920
• Ters polarite: P‑MOSFET ideal‑diode
• TVS: SMBJ sınıfı
• EMI filtresi: yüksek akım ferrit boncuk + pi kapasitörleri
• Test noktaları: 2 adet pad (ek BOM yok)

---

Seçilen komponentler ve alternatifler (özet)

Fonksiyon	Seçilen (R6 hedef)	Alternatifler	Not
DC giriş konnektörü	Phoenix MC 1,5/2 set (Header + Plug)	Phoenix MSTB 2,5/2 set	Mekanik/akım marjına göre
PPTC (polyfuse)	Littelfuse 2920L500/16MR	2920L400/15MR, 0454004.MR (tek kullanımlık)	Sıcaklık derating kritik
Reverse polarity MOSFET	AO4407A (SO‑8)	DMP3010LK3	$R_{DS(on)}$ ve pin mapping kontrol
Gate ağı	$R_G=100\,\Omega$, $R_{GS}=100\,k\Omega$	$R_G=47$–$220\,\Omega$, $R_{GS}=47$–$220\,k\Omega$	EMI / açılış davranışı
TVS	SMBJ5.0A	SMBJ5.0CA, SMCJ5.0A	Enerji beklentisine göre
EMI seri eleman	BLM31SN500SH1L	BLM31PG330SN1L	Akım/DCR marjı
Pi filtre kapasitörleri	$2\times 22\,\mu\mathrm{F}$ + $2\times 100\,\mathrm{nF}$	$22\,\mu\mathrm{F}/16\,\mathrm{V}$ yerine $47\,\mu\mathrm{F}$	DC bias etkisini unutma

---

Maliyet tablosu (R6 hedef konfigürasyon)

Kalem	Adet	Prototip (1–10)	Pilot (100)	Seri (1k+)	Not
2P terminal blok Header	1	$0.80	$0.55	$0.45	Phoenix/Weidmüller sınıfı
2P terminal blok Plug	1	$0.80	$0.55	$0.45	Header ile aynı seri
PPTC 2920L500/16MR	1	$0.22	$0.14	$0.09	Hold/trip derating
P‑MOSFET (AO4407A)	1	$0.20	$0.12	$0.08	SO‑8 sınıfı
Gate seri R ($100\,\Omega$)	1	$0.002	$0.001	$0.0007	0603
Gate pull‑up ($100\,k\Omega$)	1	$0.002	$0.001	$0.0007	0603
TVS (SMBJ5.0A)	1	$0.12	$0.08	$0.05	SMB (DO‑214AA)
Ferrit boncuk (BLM31SN500SH1L)	1	$0.22	$0.15	$0.10	1206/1210 sınıfı
$22\,\mu\mathrm{F}$ X7R, $16\,\mathrm{V}$	2	$0.18	$0.12	$0.08	2× (DC bias etkisi)
$100\,\mathrm{nF}$ X7R, $50\,\mathrm{V}$	2	$0.008	$0.004	$0.003	2×
TP pad (VDC/GND)	2	$0.00	$0.00	$0.00	Ek BOM yok
TOPLAM (R6 hedef)		$2.572	$1.721	$1.304	Harici adaptör giriş bloğu

bilgi

Bu toplam yalnız “harici adaptör girişi + DC input protection + EMI pi filtresi” alt bloğunu kapsar.

• BQ24298 şarj/power‑path,
• izole DC/DC,
• boost (TPS61088)

gibi alt katmanlar bu sayfaya dahil değildir.

---

Opsiyonel ekler

Opsiyon	Prototip (1–10)	Pilot (100)	Seri (1k+)	Açıklama
Gate‑source zener (6.8V)	$0.01	$0.006	$0.004	Hot‑plug/ESD şüpheli sahalarda
$1\,\mu\mathrm{F}$ ek bypass (VDC tarafı)	$0.01	$0.006	$0.004	PI filtre davranışını yumuşatmak için
LC seri indüktör (2.2µH, 8A+)	$0.35	$0.22	$0.16	Ferrit yerine LC tercih edilirse

uyarı

LC filtre kullanılırsa rezonans riski artar. Sahada “tak‑çıkar” ağır ise sönümleme (ESR/damping) ihtiyacı doğabilir.