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TP4056: Parâmetros -chave, funções e aplicações em dispositivos portáteis

O TP4056 é um carregador completo de bateria de íons de lítio de célula única usando modos de carregamento linear de corrente ou tensão constante.Seu pacote SOP8 ou ESOP8 montado no fundo e baixo e baixa contagem de componentes externos tornam o TP4056 ideal para aplicações portáteis.Este artigo apresentará os parâmetros, pinos, princípio de trabalho e aplicação do TP4056 em detalhes para ajudá -lo a entender e aplicar melhor este chip.

Catálogo

O que é TP4056?

O TP4056 é um carregador linear de corrente de íons de lítio de lítio única ou constante com excelente desempenho.Está embalado no ESOP8.É adequado para produtos portáteis e também é adequado para alimentar fontes de alimentação USB e fontes de alimentação adaptador.Sua faixa de tensão de entrada está entre 4,5V e 5,5V, e seu intervalo de corrente de carregamento é tipicamente 0,1a a 1,2a, que pode ser definido por um resistor limitador de corrente externo.Além disso, o TP4056 geralmente possui proteção de temperatura embutida para evitar superaquecimento.Devido a essas excelentes características, o TP4056 é amplamente utilizado em vários pequenos dispositivos eletrônicos portáteis, como telefones celulares, computadores de tablets, consoles de jogos portáteis, etc.

Alternativas e equivalentes

• ME4054M5G

• MP5032GJ-P

• Pt8a2767fwe

Diagrama de blocos de TP4056

Principais parâmetros de TP4056

Eficiência de cobrança: cerca de 85 %

Isso se refere à eficiência de carregamento do chip TP4056, que é a razão entre a tensão de entrada e a corrente de carregamento real da bateria.Quanto maior a eficiência de carregamento, menor o calor gera o chip e maior a velocidade de carregamento.

Tensão de proteção sobre sobrecarga: 4.2V

Isso se refere ao valor da tensão de proteção sobre sobrecarga fornecido pelo TP4056.Quando a tensão da bateria de lítio exceder esse valor, o chip interrompe automaticamente o carregamento para evitar problemas de segurança causados ​​pela sobrecarga da bateria.

Tensão de bloqueio de subtensão: 2.4V

Isso se refere ao valor da tensão de proteção de subtensão fornecido pelo TP4056.Quando a tensão da bateria de lítio cair abaixo desse valor, o chip interrompe a saída, protegendo assim a bateria da carga excessiva.

Faixa de tensão de entrada: 4,5V a 5,5V

Isso se refere à faixa de tensão de entrada mínima e máxima que o TP4056 pode operar.Durante o processo de trabalho, a tensão de entrada precisa permanecer estável, caso contrário, afetará a eficiência e a estabilidade do carregamento.

Corrente máxima de carregamento: 1000mA

Isso se refere à corrente máxima de carregamento que o TP4056 pode suportar, ou seja, o valor máximo que a corrente pode alcançar no modo de carregamento.Se a corrente de carregamento exceder esse valor, poderá fazer com que o chip superaqueça ou seja danificado.Portanto, em aplicações práticas, precisamos ajustar adequadamente a corrente de carregamento de acordo com as especificações da bateria e as condições específicas.

Faixa de temperatura de trabalho: -20 ° C a 85 ° C

Isso se refere à faixa normal de temperatura operacional de TP4056.Exceder esse intervalo pode ter um impacto em seu desempenho e vida.Portanto, na aplicação real, precisamos selecionar razoavelmente os componentes atuais e externos do chip com base na temperatura ambiente e nas condições de dissipação de calor para garantir sua operação estável.

Pinos e funções de TP4056

• Pino 1 (temp): esta é a entrada de detecção de temperatura da bateria.Precisamos conectar o pino de temperatura à saída do sensor NTC para detectar a temperatura da bateria.Se a tensão recebida pelo pino de temperatura for inferior a 45 % da tensão de entrada, ou superior a 80 % da tensão de entrada, significa que a temperatura da bateria é muito baixa ou muito alta e o carregamento será suspenso neste momento.Se o pino de temperatura estiver diretamente conectado ao solo (GND), a função de detecção de temperatura da bateria será cancelada, enquanto outras funções de carregamento permanecerão normais.

• Pino 2 (prog): este é o terminal de monitoramento atual de configuração de corrente e carregamento de corrente de corrente constante.Podemos programar a corrente de carregamento conectando um resistor externo do pino prog ao solo.Durante a fase de pré -ciclo, a tensão deste pino será modulada para 0,1V;Durante a fase de carregamento de corrente constante, a tensão deste pino será fixada em 1V.Em todos os modos de estado de carregamento, podemos estimar a corrente de carregamento medindo a tensão deste pino e de acordo com a seguinte fórmula:

• Pino 3 (GND): este é o solo de energia.

• PIN 4 (VCC): Esta é a tensão de entrada positiva.A tensão deste pino é a fonte de alimentação de trabalho do circuito interno.Quando a diferença de tensão entre o VCC e o pino de morcego é inferior a 30MV, o TP4056 entrará no modo de desligamento de baixa potência.Neste momento, a corrente do pino de morcego é menor que 2ua.

• Pino 5 (morcego): esta é a conexão da bateria.Precisamos conectar o terminal positivo da bateria a este pino.Quando o chip está em estado de desativação ou no modo de suspensão, a corrente de vazamento do pino do morcego será menor que 2μA.O pino do morcego é responsável por fornecer corrente de carregamento e uma tensão limitada de 4,2V para a bateria.

• PIN 6 (STDBY): Este é o terminal de indicação de conclusão de carregamento da bateria.Quando o carregamento é concluído, o pino STDBY será puxado baixo pelo interruptor interno, indicando que o carregamento terminou.Caso contrário, o pino Stdby estará em um estado de alta impedância.

• PIN 7 (GHRG): esta é a extremidade da indicação de status de carga da saída de drain aberto.Quando o carregador carrega a bateria, o pino CHRG é puxado para baixo nível pelo interruptor interno, indicando que o carregamento está em andamento;Caso contrário, o pino CHRG está em um estado de alta impedância.

• PIN 8 (CE): esta é a entrada Ativar do chip.Um alto nível de entrada colocará o TP4056 em um estado operacional normal, enquanto um nível de entrada baixo colocará o TP4056 em um estado em que a cobrança é proibida.O pino CE pode ser acionado por níveis de TTL ou níveis de CMOS.

TP4056 Diagrama do circuito de carregamento Explicação

O TP4056 suporta carregamento por meio do adaptador CA ou porta USB.A seguir, mostra um exemplo de como combinar o adaptador CA e a entrada de energia USB.Nesse caso, um MOSFET de canal P (MP1) é usado para impedir que o sinal viaje para trás na porta USB quando o adaptador CA é conectado. Enquanto isso, um diodo Schottky (D1) é usado para evitar perda de energia USB ao passarAtravés de um resistor pull-down de 1k.Normalmente, o adaptador CA pode fornecer muito mais corrente do que uma porta USB com um limite atual de 500mA.Portanto, quando o adaptador CA é conectado, podemos usar um MOSFET de canal n (MN1) e um resistor adicional de 10K para aumentar a corrente de carregamento para 600mA.

Processo de carregamento da bateria de TP4056

O chip de gerenciamento executa primeiro o carregamento de corrente constante na bateria e depois muda para o carregamento constante de tensão.A seguir, é apresentada a corrente de carregamento de 1000mA e a curva de tensão:

O processo específico é:

Quando a tensão da bateria é inferior a 3V, o chip de gerenciamento usa uma pequena corrente para pré -ora a bateria.

Quando a tensão da bateria exceder 3V, o carregador usará o modo de corrente constante para carregar a bateria.Neste momento, o tamanho da corrente de carregamento será determinado pelo resistor prog.Por exemplo, para obter uma corrente de carregamento de 1000mA, um resistor de 1,2k deve ser usado.

Quando a tensão da bateria é próxima de 4,2V, a corrente de carregamento diminui gradualmente e o TP4056 entra no modo de carregamento de tensão constante.

Quando a corrente de carregamento diminui para o limite final de carregamento, o ciclo de carregamento terminará.Nesse momento, o terminal CHRG produzirá um estado de alta impedância (o LED vermelho está desligado) e o terminal STDBY produzirá um nível baixo (o LED verde está ligado).

Quando a tensão da bateria cai para 4,05V (esse nível de tensão corresponde a aproximadamente 80 % a 90 % da energia da bateria), o chip de gerenciamento reiniciará o ciclo de carregamento.

Aplicação de TP4056

O TP4056 é amplamente utilizado em vários produtos eletrônicos devido à sua alta precisão, proteção de superaquecimento e outros recursos.A seguir, estão alguns cenários de aplicação típicos do TP4056:

Iluminação LED

Ao trabalhar em conjunto com os drivers de LED, o TP4056 pode realizar o controle preciso da corrente de LED para garantir que as contas de LED funcionem nas melhores condições.Isso não apenas melhora a qualidade da iluminação e torna a luz LED mais uniforme e suave, mas também reduz o risco de danos por LED causados ​​pela corrente instável.

Telefones celulares e tablets

Nos telefones celulares e nos PCs de tablets, o TP4056 está equipado com múltiplas funções de proteção, como proteção excessiva, proteção excessiva de temperatura etc., que pode efetivamente impedir danos ao dispositivo causado pela falha do circuito ou operação anormal.Essas proteções não apenas aumentam a confiabilidade dos telefones e tablets celulares, mas também reduzem os riscos de segurança causados ​​pelos problemas da bateria.

Drones

O TP4056 garante que as baterias do drone possam ser carregadas com segurança e eficiência com seus excelentes recursos de gerenciamento de carga.Ele adota um modo de carregamento em dois estágios de corrente constante e tensão constante, que pode ajustar automaticamente os parâmetros de carregamento de acordo com o estado da bateria, evitando efetivamente problemas de segurança, como sobrecarga e excesso de descarga.Além disso, ao trabalhar com o controlador do motor, o TP4056 pode ajustar os parâmetros de trabalho do motor em tempo real, de acordo com o status do vôo do UAV, garantindo que o UAV possa permanecer estável durante o vôo.Esse controle inteligente de acionamento motor não apenas melhora o desempenho do vôo do UAV, mas também reduz o risco de segurança causado pela falha do motor.

Precauções para usar TP4056

Ao usar o TP4056, devemos prestar atenção aos seguintes aspectos:

O TP4056 proíbe a conexão reversa da bateria, caso contrário, pode levar ao desgaste do chip.Para garantir a segurança, projetamos especialmente o circuito de proteção contra conexão da bateria anti-lítio para impedir o problema de conexão reversa da bateria causada pelo uso indevido.

Na aplicação do TP4056, é recomendável colocar o capacitor 10μF conectado na extremidade do morcego próximo à extremidade do morcego do chip para garantir que a conexão entre o capacitor e o chip seja o mais curta possível.Isso é propício para otimizar o layout do circuito e reduzir as perdas de linha, melhorando assim a estabilidade e a eficiência do circuito.

Quando o TP4056 é aplicado ao carregamento de alta corrente (700mA e acima), a fim de reduzir efetivamente o tempo de carregamento, recomenda-se aumentar o resistor de dissipação de calor, cujo valor de resistência deve ser controlado dentro da faixa de 0,2Ω a 0,5Ω.Devemos selecionar o tamanho apropriado do resistor de acordo com a situação de uso real para garantir a segurança e a eficiência do processo de carregamento.

Ao realizar o teste do TP4056, a extremidade do morcego deve ser conectada diretamente à bateria, em vez de conectar um amperímetro em série.Se você precisar medir a corrente, poderá conectar o amperímetro ao terminal VCC para garantir a precisão e a segurança do teste.

Para garantir que o TP4056 possa ser usado de maneira confiável em todas as circunstâncias e para evitar danos ao chip causado por picos e tensões da rebarba, recomendamos que um capacitor de cerâmica de 0,1μF seja conectado ao terminal do BAT e ao terminal de entrada de energia, respectivamente.Ao mesmo tempo, quando a fiação, devemos garantir que esses capacitores estejam o mais próximo possível do chip TP4056 para otimizar o desempenho do circuito e melhorar a estabilidade geral.

O TP4056 é embalado em um SOP8-PP.Para garantir sua operação adequada e a dissipação de calor eficiente, precisamos soldar o dissipador de calor de fundo firmemente à placa de PCB em uso.Recomenda -se adicionar através de orifícios na área de dissipador de calor inferior e suplementá -lo com uma folha de cobre grande para melhorar o efeito de dissipação de calor.O PCB de várias camadas combinado com o design adequado do orifício pode melhorar significativamente o desempenho da dissipação de calor e evitar que a corrente de carregamento seja reduzida pela proteção da temperatura devido à baixa dissipação de calor.Além disso, adicionar perfurações apropriadas na parte traseira do SOP8 para dissipação de calor não apenas ajuda a melhorar a eficiência da dissipação de calor, mas também facilita as operações manuais de solda.Durante o processo de solda, podemos derramar solda pelas perfurações traseiras para garantir soldagem confiável no lado da dissipação de calor e melhorar a estabilidade e a confiabilidade da conexão geral.

Perguntas frequentes [FAQ]

1. Para que é usado o TP4056?

Este módulo é feito para carregar baterias recarregáveis ​​de lítio usando o método de carregamento de corrente constante/tensão constante (CC/CV).Além de carregar com segurança uma bateria de lítio, o módulo também fornece proteção necessária necessária pelas baterias de lítio.

2. Quantas baterias podem uma carga TP4056?

Você pode conectar duas células da bateria de lítio em paralelo para formar uma bateria de célula única equivalente com uma capacidade total de duas vezes a das células únicas individuais.

3. Um TP4056 pode carregar uma bateria de 3,7 V?

O módulo do carregador TP4056 pode ser usado para o multímetro para converter para carregar baterias de lítio.Painel solar 5V de entrada VIN+ Porta, a porta BAT+ pode emitir 4.2V para carregar a bateria 3.7V 18650.

4. O que posso cobrar com o TP4056?

Um TP4056 pode carregar no máximo 1A.Você pode carregar praticamente qualquer bateria de íons de li/lipo por ela, desde que você defina a corrente de acordo.Muitas baterias modernas permitem cobrança em correntes maiores que 1C.Há algum debate sobre cobrar várias baterias em paralelo.

5. O TP4056 é seguro?

Pode não ser seguro, dependendo da corrente máxima das baterias.A melhor maneira de encontrar é o carregador de telefones celulares, se a saída do carregador de telefones for igual ou acima de 900mA, você poderá usar um módulo TP4056 típico, pois ele vem com a corrente de carga padrão definida para 1000A usando o registro 1KOHMS.