στο 2024/09/3 338

TP4056: Βασικές παράμετροι, λειτουργίες και εφαρμογές σε φορητές συσκευές

Ο TP4056 είναι ένας πλήρης φορτιστής μπαταρίας ιόντων λιθίου με χρήση σταθερού ρεύματος ή σταθερής τάσης γραμμικής φόρτισης.Το πακέτο SOP8 ή ESOP8 που τοποθετείται στο κάτω μέρος και ο χαμηλός αριθμός εξωτερικών εξαρτημάτων καθιστούν το TP4056 ιδανικό για φορητές εφαρμογές.Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει λεπτομερώς τις παραμέτρους, τις ακίδες, την αρχή λειτουργίας και την εφαρμογή του TP4056 για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε καλύτερα και να εφαρμόσετε αυτό το τσιπ.

Κατάλογος

Τι είναι το TP4056;

Το TP4056 είναι ένα σταθερό ρεύμα μπαταρίας ιόντων λιθίου ενός κυττάρου ή γραμμικός φορτιστής σταθερής τάσης με εξαιρετική απόδοση.Είναι συσκευασμένο στο ESOP8.Είναι κατάλληλο για φορητά προϊόντα και είναι επίσης κατάλληλο για την τροφοδοσία τροφοδοσίας USB και τα τροφοδοτικά προσαρμογέα.Το εύρος τάσης εισόδου είναι μεταξύ 4,5V και 5,5V και το εύρος ρεύματος φόρτισης είναι τυπικά 0,1α έως 1,2Α, το οποίο μπορεί να ρυθμιστεί από μια εξωτερική αντίσταση περιορισμού του ρεύματος.Επιπλέον, το TP4056 συνήθως διαθέτει ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας για να αποτρέψει την υπερθέρμανση.Λόγω αυτών των εξαιρετικών χαρακτηριστικών, το TP4056 χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες μικρές φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, όπως κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές tablet, κονσόλες παιχνιδιών χειρός κ.λπ.

Εναλλακτικές λύσεις και ισοδύναμα

• Me4054m5g

• MP5032GJ-P

• PT8A2767FWE

Διάγραμμα μπλοκ του TP4056

Κύριες παράμετροι του TP4056

Αποδοτικότητα φόρτισης: Περίπου 85 τοις εκατό

Αυτό αναφέρεται στην απόδοση φόρτισης του τσιπ TP4056, το οποίο είναι η αναλογία μεταξύ της τάσης εισόδου και του πραγματικού ρεύματος φόρτισης της μπαταρίας.Όσο υψηλότερη είναι η απόδοση φόρτισης, τόσο λιγότερη θερμότητα δημιουργεί το τσιπ και τόσο ταχύτερη ταχύτητα φόρτισης.

Τάση προστασίας υπερφόρτωσης: 4.2V

Αυτό αναφέρεται στην τιμή τάσης προστασίας υπερφόρτωσης που παρέχεται από το TP4056.Όταν η τάση της μπαταρίας λιθίου υπερβαίνει αυτήν την τιμή, το τσιπ θα σταματήσει αυτόματα τη φόρτιση για να αποτρέψει τα προβλήματα ασφαλείας που προκαλούνται από την υπερφόρτιση της μπαταρίας.

Τάση κλειδώματος Undervoltage: 2.4V

Αυτό αναφέρεται στην τιμή τάσης προστασίας υποτιμήσεων που παρέχεται από το TP4056.Όταν η τάση της μπαταρίας λιθίου πέφτει κάτω από αυτή την τιμή, το τσιπ σταματάει την έξοδο, προστατεύοντας έτσι την μπαταρία από υπερβολική εκφόρτωση.

Εύρος τάσης εισόδου: 4.5V έως 5.5V

Αυτό αναφέρεται στην ελάχιστη και μέγιστη περιοχή τάσης εισόδου που μπορεί να λειτουργήσει το TP4056.Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εργασίας, η τάση εισόδου πρέπει να παραμείνει σταθερή, διαφορετικά θα επηρεάσει την αποτελεσματικότητα και τη σταθερότητα φόρτισης.

Μέγιστο ρεύμα φόρτισης: 1000mA

Αυτό αναφέρεται στο μέγιστο ρεύμα φόρτισης που μπορεί να αντέξει το TP4056, δηλαδή η μέγιστη τιμή που επιτρέπεται το ρεύμα να φτάσει στη λειτουργία φόρτισης.Εάν το ρεύμα φόρτισης υπερβαίνει αυτήν την τιμή, μπορεί να προκαλέσει υπερθέρμανση του τσιπ ή να υποστεί βλάβη.Ως εκ τούτου, σε πρακτικές εφαρμογές, πρέπει να προσαρμόσουμε κατάλληλα το ρεύμα φόρτισης σύμφωνα με τις προδιαγραφές της μπαταρίας και τις συγκεκριμένες συνθήκες.

Εύρος θερμοκρασίας εργασίας: -20 ° C έως 85 ° C

Αυτό αναφέρεται στο κανονικό εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας του TP4056.Η υπέρβαση αυτού του εύρους μπορεί να έχει αντίκτυπο στην απόδοση και τη ζωή του.Ως εκ τούτου, στην πραγματική εφαρμογή, πρέπει να επιλέξουμε λογικά το ρεύμα εργασίας και τα εξωτερικά εξαρτήματα του τσιπ με βάση τις συνθήκες θερμοκρασίας περιβάλλοντος και θερμότητας για να εξασφαλιστεί η σταθερή του λειτουργία.

Καρφίτσες και λειτουργίες του TP4056

• PIN 1 (TEMP): Αυτή είναι η είσοδος ανίχνευσης θερμοκρασίας μπαταρίας.Πρέπει να συνδέσουμε τον πείρο θερμοκρασίας με την έξοδο του αισθητήρα NTC για να ανιχνεύσουμε τη θερμοκρασία της μπαταρίας.Εάν η τάση που λαμβάνεται από τον ακροδέκτη θερμοκρασίας είναι μικρότερη από το 45 % της τάσης εισόδου ή μεγαλύτερη από το 80 % της τάσης εισόδου, αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία της μπαταρίας είναι πολύ χαμηλή ή πολύ υψηλή και η φόρτιση θα ανασταλεί αυτή τη στιγμή.Εάν ο ακροδέκτης θερμοκρασίας συνδέεται απευθείας με το έδαφος (GND), η λειτουργία ανίχνευσης θερμοκρασίας της μπαταρίας θα ακυρωθεί, ενώ άλλες λειτουργίες φόρτισης θα παραμείνουν φυσιολογικές.

• PIN 2 (PROG): Αυτή είναι η ρύθμιση ρεύματος σταθερού ρεύματος και ο ακροδέκτης παρακολούθησης ρεύματος φόρτισης.Μπορούμε να προγραμματίσουμε το ρεύμα φόρτισης συνδέοντας έναν εξωτερικό αντιστάτη από το Prog Pin στο έδαφος.Κατά τη διάρκεια της φάσης precharge, η τάση αυτού του πείρου θα διαμορφωθεί σε 0,1V.Κατά τη διάρκεια της φάσης φόρτισης σταθερού ρεύματος, η τάση αυτού του ακροδέκτη θα σταθεροποιηθεί στο 1V.Σε όλες τις λειτουργίες της κατάστασης φόρτισης, μπορούμε να εκτιμήσουμε το ρεύμα φόρτισης μετρώντας την τάση αυτού του πείρου και σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:

• PIN 3 (GND): Αυτό είναι το έδαφος ισχύος.

• PIN 4 (VCC): Αυτή είναι η θετική τάση εισόδου.Η τάση αυτού του πείρου είναι η τροφοδοσία λειτουργίας του εσωτερικού κυκλώματος.Όταν η διαφορά τάσης μεταξύ VCC και PIN BAT είναι μικρότερη από 30MV, το TP4056 θα εισέλθει στη λειτουργία διακοπής χαμηλής ισχύος.Αυτή τη στιγμή, το ρεύμα του καρφιού νυχτερίδας είναι μικρότερο από 2UA.

• PIN 5 (BAT): Αυτή είναι η σύνδεση της μπαταρίας.Πρέπει να συνδέσουμε το θετικό τερματικό της μπαταρίας σε αυτόν τον πείρο.Όταν το τσιπ βρίσκεται σε κατάσταση αναπηρίας ή κατάσταση ύπνου, το ρεύμα διαρροής του ακροδέκτη BAT θα είναι μικρότερο από 2 μΑ.Ο ακροδέκτης BAT είναι υπεύθυνος για την παροχή ρεύματος φόρτισης και περιορισμένη τάση 4.2V στην μπαταρία.

• PIN 6 (STDBY): Αυτός είναι ο ακροδέκτης ένδειξης φόρτισης της μπαταρίας.Όταν ολοκληρωθεί η φόρτιση, ο πείρος STDBY θα τραβηχτεί χαμηλά από τον εσωτερικό διακόπτη, υποδεικνύοντας ότι η φόρτιση έχει τελειώσει.Διαφορετικά, ο πείρος STDBY θα είναι σε κατάσταση υψηλής αντίστασης.

• PIN 7 (GHRG): Αυτό είναι το τέλος ένδειξης κατάστασης φόρτισης της εξόδου ανοικτής αποστράγγισης.Όταν ο φορτιστής φορτίζει την μπαταρία, ο ακροδέκτης CHRG τραβιέται σε χαμηλό επίπεδο από τον εσωτερικό διακόπτη, υποδεικνύοντας ότι η φόρτιση βρίσκεται σε εξέλιξη.Διαφορετικά, ο πείρος CHRG βρίσκεται σε κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης.

• PIN 8 (CE): Αυτή είναι η είσοδος ενεργοποίησης του τσιπ.Ένα υψηλό επίπεδο εισόδου θα θέσει το TP4056 σε κανονική κατάσταση λειτουργίας, ενώ ένα χαμηλό επίπεδο εισόδου θα θέσει το TP4056 σε κατάσταση όπου απαγορεύεται η φόρτιση.Ο ακροδέκτης CE μπορεί να οδηγηθεί από τα επίπεδα TTL ή τα επίπεδα CMOS.

Διάγραμμα κυκλώματος φόρτισης TP4056 Επεξήγηση

Το TP4056 υποστηρίζει τη φόρτιση μέσω του προσαρμογέα AC ή της θύρας USB.Τα παρακάτω δείχνουν ένα παράδειγμα για τον συνδυασμό του προσαρμογέα AC και της εισόδου ισχύος USB.Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται ένα MOSFET P-Channel (MP1) για να αποτρέψει το σήμα να ταξιδεύει προς τα πίσω στη θύρα USB όταν ο προσαρμογέας AC συνδέεται εν τω μεταξύ, χρησιμοποιείται μια δίοδος Schottky (D1) για να αποφευχθεί η απώλεια ισχύος USB όταν περνάειΜέσω μιας αντίστασης 1k pull-down.Συνήθως, ο προσαρμογέας εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να προμηθεύσει πολύ περισσότερο ρεύμα από μια θύρα USB με τρέχον όριο 500mA.Επομένως, όταν ο προσαρμογέας εναλλασσόμενου ρεύματος είναι συνδεδεμένος, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα N-Channel MOSFET (MN1) και μια επιπλέον αντίσταση 10K για να αυξήσει το ρεύμα φόρτισης στα 600mA.

Διαδικασία φόρτισης μπαταρίας του TP4056

Το τσιπ διαχείρισης εκτελεί πρώτα τη σταθερή φόρτιση ρεύματος στην μπαταρία και στη συνέχεια μεταβαίνει σε σταθερή φόρτιση τάσης.Το παρακάτω είναι το ρεύμα φόρτισης 1000ma και η καμπύλη τάσης:

Η συγκεκριμένη διαδικασία είναι:

Όταν η τάση της μπαταρίας είναι χαμηλότερη από 3V, το τσιπ διαχείρισης χρησιμοποιεί ένα μικρό ρεύμα για να προχωρήσει στην μπαταρία.

Όταν η τάση της μπαταρίας υπερβαίνει το 3V, ο φορτιστής θα χρησιμοποιήσει σταθερή λειτουργία ρεύματος για να φορτιστεί την μπαταρία.Αυτή τη στιγμή, το μέγεθος του ρεύματος φόρτισης θα καθοριστεί από την αντίσταση prog.Για παράδειγμα, για να επιτευχθεί ένα ρεύμα φόρτισης 1000mA, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια αντίσταση 1,2K.

Όταν η τάση της μπαταρίας είναι κοντά στο 4.2V, το ρεύμα φόρτισης μειώνεται σταδιακά και το TP4056 εισέρχεται στη λειτουργία φόρτισης σταθερής τάσης.

Όταν το ρεύμα φόρτισης μειώνεται στο κατώφλι τελικής φόρτισης, ο κύκλος φόρτισης θα τελειώσει.Αυτή τη στιγμή, ο τερματικός σταθμός CHRG θα εξάγει μια κατάσταση υψηλής εντολής (το κόκκινο LED είναι απενεργοποιημένο) και το τερματικό STDBY θα εξάγει χαμηλό επίπεδο (το πράσινο LED είναι ενεργοποιημένο).

Όταν η τάση της μπαταρίας πέσει σε 4.05V (αυτό το επίπεδο τάσης αντιστοιχεί σε περίπου 80 % έως 90 % της ισχύος της μπαταρίας), το τσιπ διαχείρισης θα επανεκκινήσει τον κύκλο φόρτισης.

Εφαρμογή του TP4056

Το TP4056 χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορα ηλεκτρονικά προϊόντα λόγω της υψηλής ακρίβειας, της προστασίας υπερθέρμανσης και άλλων χαρακτηριστικών.Τα παρακάτω είναι μερικά τυπικά σενάρια εφαρμογής του TP4056:

LED φωτισμός

Συνεργαζόμενοι με τους οδηγούς LED, το TP4056 μπορεί να συνειδητοποιήσει τον ακριβή έλεγχο του ρεύματος LED για να εξασφαλίσει ότι οι LED Beads λειτουργούν στην καλύτερη κατάσταση.Αυτό όχι μόνο βελτιώνει την ποιότητα του φωτισμού και καθιστά το φως LED πιο ομοιόμορφο και μαλακότερο, αλλά επίσης μειώνει τον κίνδυνο ζημιών LED που προκαλείται από ασταθές ρεύμα.

Κινητά τηλέφωνα και υπολογιστές tablet

Σε κινητά τηλέφωνα και υπολογιστές tablet, το TP4056 είναι εξοπλισμένο με πολλαπλές λειτουργίες προστασίας, όπως προστασία υπερβολικού ρεύματος, προστασία υπερ-θερμοκρασίας κ.λπ., η οποία μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη ζημιά στη συσκευή που προκαλείται από την αποτυχία του κυκλώματος ή την μη φυσιολογική λειτουργία.Αυτές οι προστασίες όχι μόνο ενισχύουν την αξιοπιστία των κινητών τηλεφώνων και των δισκίων, αλλά και μειώνουν τους κινδύνους ασφαλείας που προκαλούνται από προβλήματα μπαταρίας.

Αεροσκάφη

Το TP4056 εξασφαλίζει ότι οι μπαταρίες drone μπορούν να φορτίζονται με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα με τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά διαχείρισης φορτίου.Υιοθετεί έναν τρόπο φόρτισης δύο σταδίων με σταθερό ρεύμα και σταθερή τάση, η οποία μπορεί να ρυθμίσει αυτόματα τις παραμέτρους φόρτισης ανάλογα με την κατάσταση της μπαταρίας, αποφεύγοντας αποτελεσματικά θέματα ασφάλειας όπως η υπερφόρτιση και η υπερβολή.Επιπλέον, με τη συνεργασία με τον ελεγκτή κινητήρα, το TP4056 μπορεί να ρυθμίσει τις παραμέτρους λειτουργίας του κινητήρα σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με την κατάσταση πτήσης του UAV, εξασφαλίζοντας ότι το UAV μπορεί να παραμείνει σταθερό κατά τη διάρκεια της πτήσης.Αυτός ο έξυπνος έλεγχος κίνησης κινητήρα όχι μόνο βελτιώνει την απόδοση της πτήσης του UAV, αλλά επίσης μειώνει τον κίνδυνο ασφάλειας που προκαλείται από την αποτυχία του κινητήρα.

Προφυλάξεις για τη χρήση του TP4056

Όταν χρησιμοποιούμε το TP4056, θα πρέπει να δώσουμε προσοχή στις ακόλουθες πτυχές:

Το TP4056 απαγορεύει την αντίστροφη σύνδεση της μπαταρίας, διαφορετικά μπορεί να οδηγήσει σε καύση τσιπ.Για να διασφαλίσουμε την ασφάλεια, σχεδιάσαμε ειδικά το κύκλωμα προστασίας της μπαταρίας κατά της μπαταρίας κατά της μπαταρίας για να αποτρέψουμε το πρόβλημα της ανάστροφης σύνδεσης της μπαταρίας που προκαλείται από κατάχρηση.

Κατά την εφαρμογή του TP4056, συνιστάται να τοποθετηθεί ο πυκνωτής 10μF που συνδέεται στο άκρο του νυχτερίδα κοντά στο άκρο του chip του νυχτερίδα για να εξασφαλιστεί ότι η σύνδεση μεταξύ του πυκνωτή και του τσιπ είναι όσο το δυνατόν συντομότερα.Αυτό είναι ευνοϊκό για τη βελτιστοποίηση της διάταξης του κυκλώματος και τη μείωση των απωλειών γραμμών, βελτιώνοντας έτσι τη σταθερότητα και την αποτελεσματικότητα του κυκλώματος.

Όταν το TP4056 εφαρμόζεται στη φόρτιση υψηλού ρεύματος (700mA και άνω), προκειμένου να μειωθεί αποτελεσματικά ο χρόνος φόρτισης, συνιστάται να αυξηθεί η αντίσταση διάχυσης θερμότητας, της οποίας η τιμή αντίστασης πρέπει να ελέγχεται εντός της περιοχής από 0,2ω έως 0,5Ω.Θα πρέπει να επιλέξουμε το κατάλληλο μέγεθος αντίστασης σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση χρήσης για να διασφαλίσουμε την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας φόρτισης.

Κατά τη διεξαγωγή της δοκιμής του TP4056, το άκρο του νυχτερίδα θα πρέπει να συνδέεται απευθείας με την μπαταρία, αντί να συνδέει ένα αμπερόμετρο σε σειρά.Εάν πρέπει να μετρήσετε το ρεύμα, μπορείτε να συνδέσετε το αμπερόμετρο με το τερματικό VCC για να εξασφαλίσετε την ακρίβεια και την ασφάλεια της δοκιμής.

Για να διασφαλιστεί ότι το TP4056 μπορεί να χρησιμοποιηθεί αξιόπιστα υπό οποιεσδήποτε συνθήκες και να αποφευχθεί η βλάβη του τσιπ που προκαλείται από τις αιχμές και τις τάσεις Burr, συνιστούμε να συνδεθεί ένας κεραμικός πυκνωτής 0,1μF με τον ακροδέκτη και τον ακροδέκτη εισόδου ισχύος αντίστοιχα.Ταυτόχρονα, κατά την καλωδίωση, θα πρέπει να διασφαλίσουμε ότι αυτοί οι πυκνωτές είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τσιπ TP4056 για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του κυκλώματος και τη βελτίωση της συνολικής σταθερότητας.

Το TP4056 είναι συσκευασμένο σε SOP8-PP.Για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία και η αποτελεσματική διάχυση της θερμότητας, πρέπει να συγκολλήσουμε τον κάτω ψύκτρα θερμότητας σφιχτά στον πίνακα PCB που χρησιμοποιείται.Συνιστάται να προσθέσετε μέσα από τρύπες στην περιοχή της θερμότητας κάτω από το κάτω μέρος και να την συμπληρώσετε με μεγάλο φύλλο χαλκού για να ενισχύσετε το φαινόμενο διάχυσης θερμότητας.Το PCB πολλαπλών επιπέδων σε συνδυασμό με επαρκή σχεδιασμό μεταξύ των οπών μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την απόδοση της διάχυσης της θερμότητας και να αποφευχθεί η μείωση του ρεύματος φόρτισης με την προστασία της θερμοκρασίας λόγω της κακής διάχυσης της θερμότητας.Επιπλέον, η προσθήκη κατάλληλων διατρήσεων στο πίσω μέρος του SOP8 για τη διάχυση της θερμότητας όχι μόνο βοηθά στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της διάχυσης της θερμότητας, αλλά και διευκολύνει τις λειτουργίες χειροκίνητης συγκόλλησης.Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, μπορούμε να ρίξουμε τη συγκόλληση μέσω των οπίσθιων διατρήσεων για να εξασφαλίσουμε αξιόπιστη συγκόλληση στην πλευρά της διάχυσης της θερμότητας και να βελτιώσουμε τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της συνολικής σύνδεσης.

Συχνές ερωτήσεις [FAQ]

1. Τι χρησιμοποιείται για το TP4056;

Αυτή η ενότητα γίνεται για τη φόρτιση των επαναφορτιζόμενων μπαταριών λιθίου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο φόρτισης σταθερού ρεύματος/σταθερής τάσης (CC/CV).Εκτός από την ασφαλή φόρτιση μιας μπαταρίας λιθίου, η μονάδα παρέχει επίσης την απαραίτητη προστασία που απαιτείται από τις μπαταρίες λιθίου.

2. Πόσες μπαταρίες μπορούν να φορτίσουν TP4056;

Μπορείτε να συνδέσετε δύο κύτταρα μπαταρίας λιθίου παράλληλα για να σχηματίσουν μια ισοδύναμη μπαταρία ενός κυττάρου με συνολική χωρητικότητα διπλάσιο από εκείνη των μεμονωμένων μεμονωμένων κυττάρων.

3. Μπορεί μια TP4056 να χρεώσει μια μπαταρία 3,7 V;

Η μονάδα φορτιστή TP4056 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το πολύμετρο για να μετατραπεί σε μπαταρίες φόρτισης λιθίου.VIN+ Εισαγωγή θύρας 5V ηλιακός πίνακας, θύρα BAT+ μπορεί να εξάγει 4.2V σε φορτιστή 3.7V 18650 μπαταρία.

4. Τι μπορώ να χρεώσω με το TP4056;

Ένα TP4056 μπορεί να χρεώσει στο μέγιστο 1Α.Μπορείτε να φορτίσετε σχεδόν οποιαδήποτε μπαταρία LI-ION/LIPO με αυτήν την προϋπόθεση ότι ορίσετε το ρεύμα ανάλογα.Πολλές σύγχρονες μπαταρίες επιτρέπουν τη φόρτιση σε ρεύματα μεγαλύτερα από 1C.Υπάρχει κάποια συζήτηση σχετικά με τη φόρτιση πολλαπλών μπαταριών παράλληλα.

5. Είναι ασφαλές το TP4056;

Μπορεί να μην είναι ασφαλές, ανάλογα με τις μπαταρίες σας μέγιστο ρεύμα φόρτισης.Ο καλύτερος τρόπος για να βρείτε είναι ο φορτιστής κινητών τηλεφώνων, εάν η έξοδος φορτιστή τηλεφώνων σας είναι ίση ή πάνω από 900mA, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια τυπική μονάδα TP4056 καθώς έρχεται με προεπιλεγμένο ρεύμα φόρτισης σε 1000A χρησιμοποιώντας το 1KOHMS.