# E07 — шестисветодиодная подсветка и резерв питания

Статус: схема для инженерного прототипа; расчёт не заменяет измерения. Этот блок добавляет 23 компонента и два листа. Native CAD, трассировку и общий ERC/DRC выполняет интегратор. Старые E05-файлы не изменяются.

## Схема и точные выводы

Выбран **TPS61165DBVR**, корпус SOT-23-6: **1 VIN, 2 CTRL, 3 SW, 4 GND, 5 COMP, 6 FB**. Это именно DBV; у WSON DRV другая нумерация. VIN подключён к VSYS от BQ25185. L350 соединяет VSYS и SW, D350 — SW с анодом подсветки. Катод шести последовательных LED возвращается в FB и токозадающие резисторы. Диапазон VIN 3–18 В, опора 196–204 мВ, open-LED SW-порог 37–39 В. При обрыве LED защита останавливает преобразование до повторного запуска CTRL. Источник: [TI TPS61165, rev. E, разделы 6–9](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps61165.pdf).

| Узел | Деталь / footprint | Подключение |
|---|---|---|
| U350 | TPS61165DBVR / SOT-23-6 | По таблице выше; COMP → C355 → GND |
| L350 | Bourns SRP4020TA-100M / BMC:E07_L_SRP4020TA | 1 VSYS; 2 BL_SW |
| D350 | PMEG6010CEH,115 / SOD-123F | 1 K = LCD_LEDA; 2 A = BL_SW |
| Q350 | AO3400A / SOT-23 | 1 gate; 2 GND/source; 3 BL_HIGH_RETURN/drain |
| U351 | TPS3808G01DBVR / SOT-23-6 | 1 BL_SUPPLY_OK; 2 GND; 3 VSYS/MR; 4 CT NC; 5 BL_UV_SENSE; 6 VSYS |
| U352 | SN74LVC1G08DBVR / SOT-23-5 | 1 LCD_BL_DRIVE; 2 BL_SUPPLY_OK; 3 GND; 4 BL_CTRL; 5 +3V3_PANEL |

Внешние цепи блока: `VSYS`, `+3V3_PANEL`, `GND`, `LCD_BL_DRIVE`, `LCD_BL_USB_CURRENT`, `LCD_LEDA`, `LCD_LEDK`. `LCD_BL_DRIVE` поступает из аппаратного AND PWM и DISPLAY_RUN; `LCD_BL_USB_CURRENT` — AND CHG_MODE_500 и VBUS_VALID. Потеря USB автоматически убирает повышенный ток, независимо от смены PWM прошивкой.

## Два аппаратных уровня

R350 = 20,5 Ом 0,1% постоянно соединяет FB с GND. Вторая ветвь R352 = 20,5 Ом 0,1% замыкается Q350 только при разрешении USB. R353 = 100 Ом в затворе, R354 = 100 кОм в GND обеспечивают определённое выключенное состояние. У Q350 сопротивление до 48 мОм при VGS=2,5 В и 25°C; при нагреве его рост снижает ток, а не увеличивает. Источник: [AOS AO3400A](https://www.aosmd.com/res/data_sheets/AO3400A.pdf).

Расчёт при PWM 100%, только начальный допуск резисторов:

- Аккумулятор: `I = Vref/R350` → **9,551–9,961 мА**, номинально 9,756 мА.
- USB: `I = Vref × (1/R350 + 1/(R352+RDS))` → номинально около **19,49 мА**. Верхняя граница при RDS=0: **19,922 мА**. Нижняя оценка 19,081 мА использует 48 мОм при указанных условиях; это не температурная гарантия MOSFET.
- Для выбранных RT0603BRD… с 25 ppm/K и консервативным ΔT=100 K суммарное уменьшение сопротивления 0,35% даёт USB-верхнюю границу **19,972 мА**. Долговременный дрейф и допустимый ток конкретного LED-модуля требуют проверки.
- Эти границы относятся к постоянному CTRL HIGH. При малом PWM ошибка опоры имеет отдельную спецификацию, относительная точность хуже.

Прошивка: 20 кГц PWM, первый запуск без длинных LOW-интервалов, способных выбрать EasyScale; для перезапуска держать CTRL LOW не менее 5 мс. CTRL меняет внутреннюю опору, поэтому оценивать осциллографом нужно ток LED и переходы режима, а не только скважность сигнала.

## Порог VSYS

Собственная низковольтная защита U350 срабатывает ниже рекомендуемого рабочего VIN, поэтому установлен отдельный монитор. U351 питается от VSYS, делитель R355/R356 = 681 кОм/100 кОм, MR привязан к VSYS, CT открыт. RESET с подтяжкой R357 = 100 кОм к +3V3_PANEL разрешает AND U352. R358 = 100 кОм удерживает CTRL в LOW при отсутствии питания логики.

Номинальный падающий порог: `0,405 × (1+681/100)` = **3,16305 В**. С ±2% опорой, ±0,35% сопротивлениями и ±25 нА SENSE консервативный диапазон **3,06385–3,26316 В**. Повторное разрешение происходит выше падающего порога из-за гистерезиса и с задержкой 12–28 мс при открытом CT. Такой запас нужен для потерь и статической точности; быстрые просадки всё равно проверяются на стенде. Источник параметров и нумерации: [TI TPS3808, rev. N](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps3808.pdf).

## Силовые детали и компоновка

- L350: **10 мкГн ±20%, SRP4020TA-100M**, DCR ≤243 мОм, Irms 1,8 А, Isat 2,3 А, максимальная высота 2,0 мм. Посадочное место взято из рекомендованного рисунка: площадки 1,5×2,4 мм, центры ±1,85 мм, общий размер меди по X 5,2 мм. Номинальный корпус 4,45×4,06 мм; courtyard учитывает максимальные размеры и медь. [Bourns SRP4020TA](https://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/SRP4020TA.pdf).
- D350: **PMEG6010CEH,115**, 60 В/1 А, SOD-123F, высота до 1,2 мм; pin 1 cathode. [Nexperia PMEG6010CEH](https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/PMEG6010CEH.pdf).
- C350: **GRM188R61A475KE15D**, 4,7 мкФ/10 В/X5R/0603; C351 локальный 100 нФ/16 В. C355: **GRM188R71C224KA01D**, 220 нФ/16 В/X7R/0603. [Murata спецификация C350](https://search.murata.co.jp/Ceramy/image/img/A01X/G101/ENG/GRM188R61A475KE15-01.pdf).
- C352–C354: **3× TDK C2012X7R1H105K125AB**, по 1 мкФ/50 В/X7R/0805; высота максимум 1,45 мм. Производитель указывает статус Production. 3 мкФ — номинал без DC bias. Условие допуска: суммарная эффективная ёмкость ≥1 мкФ при рабочем напряжении, температуре и старении. [TDK](https://product.tdk.com/en/search/capacitor/ceramic/mlcc/info?part_no=C2012X7R1H105K125AB).
- R351 = 1 МОм разряжает выход. Прямой путь VSYS → L → D остаётся при shutdown, поэтому выход не равен нулю и блок не является выключателем нагрузки.

Все детали должны быть на нижней стороне вне аккумуляторного объёма. Силовая петля U350–D350–COUT короткая, SW-площадь минимальна; обратную связь и землю R350 вести отдельными тихими соединениями. Не вести SW под touch, антенной или DSI. C351/C355 непосредственно у U350. Пользовательская высота ≤3 мм для этого блока соблюдается выбранными корпусами; фактическую раскладку ещё проверяет PCB-интегратор.

## Расчёт нагрузки и границы доказательства

Входные данные модуля — шесть последовательных LED, 19,2 В **типично** при 20 мА. Верхняя гарантированная VF всего дисплея пока не получена. Для дополнительного сценария принят VLED=24 В: это допущение, а не подмена отсутствующего максимума в спецификации.

При η=75% (проектное допущение, не гарантированный минимум КПД) и запасе 2,3 мА на собственное потребление:

| VSYS | LED 19,2 В, ток 9,961 мА | LED 24 В, ток 9,961 мА |
|---|---:|---:|
| 3,1 В | 85,44 мА | 106,00 мА |
| 3,7 В | 71,95 мА | 89,18 мА |
| 4,2 В | 63,66 мА | 78,84 мА |

Формула: `Iin = (VLED+0,204) × ILED / (η × VSYS) + 0,0023`. USB-ветвь около 20 мА приблизительно удваивает световую мощность. Сценарий Vin=3 В, VLED=24 В, ILED=19,922 мА требует около 217 мА входного тока. При Lmin=8 мкГн, fmin=1 МГц и идеализированном D≈0,88 оценка пульсации ≈0,33 А и пика ≈0,38 А. Это существенно ниже минимального порога ограничения U350 0,96 А и Isat выбранной катушки, однако потери ключа/диода и предел duty не позволяют считать эту оценку доказательством работы на любом VF. Требуются sweep Vin/VF и осциллограммы.

**300 мА аккумулятора не являются аппаратным ограничением этой схемы.** Например, 100 мА нагрузки 3,3 В и 50 мА нагрузки LCD 2,85 В с ηDC=85%, плюс сценарий подсветки 24 В при ηBL=75%, дают около **285 мА при VSYS=3,1 В**, ещё до прочих нагрузок и динамических пиков. Ток LCD 50 мА здесь тоже предположение. Полную резервную работу экрана нельзя обещать до измерения MCU/DSI/LCD/touch и запуска преобразователя; при превышении бюджета нужно уменьшать яркость/частоту или ставить аккумулятор с большим допустимым током.

## Кандидат аккумулятора и обязательные проверки

Кандидат: **LiPol LP403030**, 300 мА·ч, встроенный PCM, без NTC; опубликованные максимальные габариты **30,5×32×4,3 мм**, проектный резерв 32×33×4,6 мм. Непрерывный разряд ≤300 мА, заряд ≤300 мА, зарядное напряжение 4,2 В±50 мВ включает 4,221 В проекта. **Допустимый заряд +10…45°C**, поэтому старый порог около +5°C несовместим и должен быть поднят с учётом всех допусков. Разряд −20…60°C. Сохраняются внешние NTC проекта. В таблице/заголовке первичного PDF стоит LP403030, но в поле чертежа встречается LP503030: до закупки нужен согласованный drawing конкретного поставляемого LP403030. [Первичная спецификация LiPol](https://www.lipolbattery.com/LiPo-Battery-Datahseet/LiPo_Battery_LP403030_3.7V_300mAh.pdf).

Перед разрешением производства нужно подтвердить:

1. Максимальный VF/ток LED и изоляцию FPC/разъёма при open-LED до 39 В; проверить SW ringing относительно абсолютного максимума 40 В, не считать маркировку конденсатора защитой IC.
2. COUT под DC bias и устойчивость на обоих уровнях тока и PWM; отсутствие overshoot при включении Q350 и USB-переходах.
3. Ток всего устройства, заряд/разряд и провалы на старте. 125 мА·ч/125 мА прежней батареи для этого режима не квалифицированы. Подсветка отключается раньше полного разряда из-за отдельного VSYS-порога.
4. КЗ LEDA–GND: boost имеет прямой путь через L/D; внутренний switch-current-limit не защищает этот путь. Проверить согласование с ограничением источника/PCM и допустимыми импульсами; при неудовлетворительном результате добавить отдельное отключение входа boost.
5. Температуру диода/IC/катушки внутри корпуса, NTC у батареи и допустимые charger-пороги. Возможность работы на бумаге, ERC и DRC не означают пройденных электрических испытаний.

API: `register_backlight_symbols()`, `register_backlight_footprints()`, `add_backlight_sheet(project)`; `operating_corners()` возвращает только численные аналитические границы без вывода файлов. Проверен синтаксис Python; независимый code/electrical review и общие проверки выполняются отдельно.