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TP4056: parametri chiave, funzioni e applicazioni nei dispositivi portatili

IL TP4056 è un caricabatterie a batteria litio a cella singola completa che utilizza modalità di ricarica lineare di corrente costante o tensione costante.Il suo pacchetto SOP8 o ESOP8 a calore montato in basso e il basso numero di componenti esterni rendono il TP4056 ideale per applicazioni portatili.Questo articolo introdurrà in dettaglio i parametri, i pin, il principio di lavoro e l'applicazione di TP4056 per aiutarti a comprendere meglio e applicare questo chip.

Catalogare

Cos'è TP4056?

TP4056 è una corrente costante di batteria agli ioni di litio singolo o un caricatore lineare a tensione costante con prestazioni eccellenti.È confezionato in ESOP8.È adatto per prodotti portatili ed è anche adatto per alimentare gli alimentatori USB e gli alimentatori dell'adattatore.Il suo intervallo di tensione di ingresso è compreso tra 4,5 V e 5,5 V e il suo intervallo di corrente di ricarica è in genere da 0,1a a 1,2a, che può essere impostato da una resistenza di limitazione della corrente esterna.Inoltre, TP4056 di solito ha una protezione della temperatura integrata per evitare il surriscaldamento.Grazie a queste eccellenti caratteristiche, TP4056 è ampiamente utilizzato in vari piccoli dispositivi elettronici portatili, come telefoni cellulari, tablet, console di gioco portatile, ecc.

Alternative ed equivalenti

• ME4054M5G

• MP5032GJ-P

• PT8A2767fwe

Diagramma a blocchi di TP4056

Parametri principali di TP4056

Efficienza di ricarica: circa l'85 percento

Ciò si riferisce all'efficienza di ricarica del chip TP4056, che è il rapporto tra la tensione di ingresso e la corrente di ricarica effettiva della batteria.Maggiore è l'efficienza di ricarica, minore è il calore che il chip genera e più velocemente la velocità di ricarica.

Tensione di protezione eccessiva: 4.2V

Ciò si riferisce al valore di tensione di protezione del sovraccarico fornito da TP4056.Quando la tensione della batteria al litio supera questo valore, il chip interromperà automaticamente la carica per prevenire i problemi di sicurezza causati dalla sovraccarico della batteria.

Tensione di blocco di sottotensione: 2.4V

Ciò si riferisce al valore di tensione di protezione della sottotensione fornito da TP4056.Quando la tensione della batteria al litio scende al di sotto di questo valore, il chip interrompe l'uscita, proteggendo così la batteria da una scarica eccessiva.

Intervallo di tensione di ingresso: da 4,5 V a 5,5 V.

Ciò si riferisce alla gamma di tensione di ingresso minima e massima che il TP4056 può funzionare.Durante il processo di lavoro, la tensione di input deve rimanere stabile, altrimenti influenzerà l'efficienza e la stabilità di ricarica.

Corrente di ricarica massima: 1000ma

Ciò si riferisce alla corrente di ricarica massima che TP4056 può resistere, ovvero il valore massimo che la corrente può raggiungere in modalità di ricarica.Se la corrente di ricarica supera questo valore, può causare il surriscaldamento del chip o danneggiare.Pertanto, nelle applicazioni pratiche, dobbiamo regolare adeguatamente la corrente di ricarica in base alle specifiche della batteria e alle condizioni specifiche.

Intervallo di temperatura di lavoro: da -20 ° C a 85 ° C

Ciò si riferisce alla normale gamma di temperature operative di TP4056.Il superamento di questa gamma può avere un impatto sulla sua performance e sulla sua vita.Pertanto, nell'applicazione effettiva, dobbiamo ragionevolmente selezionare la corrente di lavoro e i componenti esterni del chip in base alla temperatura ambiente e alle condizioni di dissipazione del calore per garantirne il funzionamento stabile.

Pin e funzioni di TP4056

• Pin 1 (temp): questo è l'ingresso di rilevamento della temperatura della batteria.Dobbiamo collegare il pin temperatura all'uscita del sensore NTC per rilevare la temperatura della batteria.Se la tensione ricevuta dal pin temp è inferiore al 45 percento della tensione di ingresso, o superiore all'80 percento della tensione di ingresso, significa che la temperatura della batteria è troppo bassa o troppo alta e la ricarica verrà sospesa in questo momento.Se il pin temp è direttamente collegato a terra (GND), la funzione di rilevamento della temperatura della batteria verrà annullata, mentre altre funzioni di ricarica rimarranno normali.

• PIN 2 (PROG): questa è l'impostazione di corrente di ricarica costante di carica e il monitoraggio della corrente di ricarica.Possiamo programmare la corrente di ricarica collegando un resistore esterno dal pin prog a terra.Durante la fase di precharge, la tensione di questo pin sarà modulata a 0,1 V;Durante la fase di ricarica della corrente costante, la tensione di questo pin verrà fissata a 1 V.In tutte le modalità di stato di ricarica, possiamo stimare la corrente di ricarica misurando la tensione di questo pin e secondo la seguente formula:

• Pin 3 (GND): questo è il terreno di potenza.

• Pin 4 (VCC): questa è la tensione di ingresso positiva.La tensione di questo pin è l'alimentazione di lavoro del circuito interno.Quando la differenza di tensione tra VCC e PIN BAT è inferiore a 30 mV, TP4056 entrerà nella modalità di arresto a bassa potenza.In questo momento, la corrente del pin di pipistrello è inferiore a 2UA.

• Pin 5 (BAT): questa è la connessione della batteria.Dobbiamo collegare il terminale positivo della batteria a questo pin.Quando il chip è in modalità disabilitato o in modalità sospensione, la corrente di perdita del pin di pipistrello sarà inferiore a 2μA.Il pin BAT è responsabile della fornitura di corrente di ricarica e una tensione limitata di 4,2 V alla batteria.

• Pin 6 (STDBY): questo è il terminale di indicazione di completamento della ricarica della batteria.Quando la ricarica è completata, il perno STDBY verrà abbassato dall'interruttore interno, indicando che la ricarica è terminata.Altrimenti, il perno STDby sarà in uno stato di alta impedenza.

• PIN 7 (GHRG): questa è la fine dell'indicazione dello stato di carica dell'uscita a drenaggio aperto.Quando il caricabatterie carica la batteria, il perno CHRG viene portato a basso livello dall'interruttore interno, indicando che è in corso la ricarica;Altrimenti, il perno CHRG è in uno stato di alta impedenza.

• PIN 8 (CE): questo è l'input di abilitazione del chip.Un alto livello di input metterà il TP4056 in uno stato operativo normale, mentre un basso livello di input metterà il TP4056 in uno stato in cui è vietata la ricarica.Il perno CE può essere guidato dai livelli di TTL o dai livelli di CMOS.

Diagramma del circuito di ricarica TP4056

Il TP4056 supporta la ricarica tramite l'adattatore CA o la porta USB.Di seguito mostra un esempio di come combinare l'adattatore CA e l'input di potenza USB.In questo caso, viene utilizzato un MOSFET a canale p (MP1) per impedire al segnale di viaggiare all'indietro nella porta USB quando l'adattatore CA è collegato. Nel frattempo, un diodo Schottky (D1) viene utilizzato per evitare la perdita di potenza USB durante il passaggioattraverso una resistenza a discesa 1K.In genere, l'adattatore CA può fornire molto più corrente di una porta USB con un limite di corrente di 500 mA.Pertanto, quando l'adattatore CA è collegato, possiamo utilizzare un MOSFET N-Canale (MN1) e un ulteriore resistore set 10K per aumentare la corrente di carica a 600 mA.

Processo di ricarica della batteria di TP4056

Il chip di gestione esegue prima la ricarica di corrente costante sulla batteria, quindi passa alla ricarica costante di tensione.Quanto segue è la corrente di ricarica 1000MA e la curva di tensione:

Il processo specifico è:

Quando la tensione della batteria è inferiore a 3 V, il chip di gestione utilizza una piccola corrente per precaricare la batteria.

Quando la tensione della batteria supera 3 V, il caricabatterie utilizzerà la modalità corrente costante per caricare la batteria.Al momento, la dimensione della corrente di ricarica sarà determinata dal resistore Prog.Ad esempio, per ottenere una corrente di ricarica di 1000Ma, è necessario utilizzare un resistore 1.2K.

Quando la tensione della batteria è vicina a 4,2 V, la corrente di ricarica diminuisce gradualmente e TP4056 inserisce la modalità di ricarica di tensione costante.

Quando la corrente di ricarica diminuisce alla soglia di fine della ricarica, il ciclo di ricarica finirà.Al momento, il terminale CHRG emetterà uno stato ad alta impedenza (il LED rosso è disattivato) e il terminale STDBY emetterà un livello basso (il LED verde è acceso).

Quando la tensione della batteria scende a 4,05 V (questo livello di tensione corrisponde a circa l'80 % al 90 percento della potenza della batteria), il chip di gestione riavvierà il ciclo di ricarica.

Applicazione di TP4056

TP4056 è ampiamente utilizzato in vari prodotti elettronici a causa della sua alta precisione, protezione del surriscaldamento e altre caratteristiche.Di seguito sono riportati alcuni scenari di applicazione tipici di TP4056:

Illuminazione a LED

Lavorando insieme ai conducenti a LED, TP4056 può realizzare un controllo preciso della corrente LED per garantire che le perle a LED funzionino nelle migliori condizioni.Ciò non solo migliora la qualità dell'illuminazione e rende la luce a LED più uniforme e più morbida, ma riduce anche il rischio di danni a LED causati dalla corrente instabile.

Telefoni cellulari e tablet PC

Nei telefoni cellulari e sui tablet PC, TP4056 è dotato di più funzioni di protezione, come protezione eccessiva, protezione eccessiva di temperatura, ecc., Che può impedire effettivamente danni al dispositivo causato da guasti del circuito o funzionamento anormale.Queste protezioni non solo migliorano l'affidabilità dei telefoni cellulari e delle compresse, ma riducono anche i rischi di sicurezza causati dai problemi della batteria.

Droni

Il TP4056 garantisce che le batterie dei droni possano essere caricate in modo sicuro ed efficiente con le sue eccellenti funzionalità di gestione della carica.Adotta una modalità di ricarica a due stadi di tensione costante e costante, che può regolare automaticamente i parametri di ricarica in base allo stato della batteria, evitando efficacemente problemi di sicurezza come sovraccarico e sovraccarico eccessivo.Inoltre, lavorando con il controller del motore, TP4056 può regolare i parametri di lavoro del motore in tempo reale in base allo stato di volo dell'UAV, garantendo che l'UAV possa rimanere stabile durante il volo.Questo controllo di unità motori intelligente non solo migliora le prestazioni di volo dell'UAV, ma riduce anche il rischio di sicurezza causato da un guasto del motore.

Precauzioni per l'utilizzo di TP4056

Quando si utilizzano TP4056, dovremmo prestare attenzione ai seguenti aspetti:

TP4056 proibisce la connessione della batteria inversa, altrimenti può portare al burnout del chip.Per garantire la sicurezza, abbiamo progettato appositamente il circuito di protezione da collegamento inverso della batteria antilitio per impedire il problema di connessione inversa della batteria causata dall'uso improprio.

Nell'applicazione di TP4056, si consiglia di posizionare il condensatore da 10μF collegato all'estremità del pipistrello vicino all'estremità del pipistrello del chip per garantire che la connessione tra il condensatore e il chip sia il più breve possibile.Ciò è favorevole all'ottimizzazione del layout del circuito e alla riduzione delle perdite della linea, migliorando così la stabilità e l'efficienza del circuito.

Quando TP4056 viene applicato alla carica ad alta corrente (700 mA e superiore), al fine di abbreviare efficacemente il tempo di ricarica, si consiglia di aumentare la resistenza di dissipazione del calore, il cui valore di resistenza dovrebbe essere controllato all'interno dell'intervallo da 0,2Ω a 0,5Ω.Dovremmo selezionare la dimensione della resistenza appropriata in base alla situazione di utilizzo effettiva per garantire la sicurezza e l'efficienza del processo di ricarica.

Quando si esegue il test di TP4056, l'estremità del pipistrello deve essere collegata direttamente alla batteria, invece di collegare un amperometro in serie.Se è necessario misurare la corrente, è possibile collegare l'amperometro al terminale VCC per garantire l'accuratezza e la sicurezza del test.

Per garantire che il TP4056 possa essere utilizzato in modo affidabile in tutte le circostanze e per evitare danni al chip causato da picchi e tensioni di bara, raccomandiamo di collegare un condensatore ceramico 0,1 μF rispettivamente al terminale BAT e al terminale di ingresso di potenza.Allo stesso tempo, durante il cablaggio, dovremmo garantire che questi condensatori siano il più vicino possibile al chip TP4056 per ottimizzare le prestazioni dei circuiti e migliorare la stabilità complessiva.

Il TP4056 è confezionato in un SOP8-PP.Per garantire il suo corretto funzionamento e un'efficace dissipazione del calore, è necessario saldare in uso il dissipatore di calore inferiore alla scheda PCB.Si consiglia di aggiungere i fori nell'area del dissipatore di calore inferiore e integrarlo con un grande foglio di rame per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.Il PCB multistrato combinato con un'adeguata progettazione a foro può migliorare significativamente le prestazioni di dissipazione del calore ed evitare che la corrente di ricarica sia ridotta dalla protezione della temperatura a causa della scarsa dissipazione del calore.Inoltre, l'aggiunta di perforazioni appropriate sul retro del SOP8 per la dissipazione del calore non solo aiuta a migliorare l'efficienza della dissipazione del calore, ma facilita anche le operazioni di saldatura manuale.Durante il processo di saldatura, possiamo versare la saldatura attraverso le perforazioni sul retro per garantire una saldatura affidabile sul lato della dissipazione del calore e migliorare la stabilità e l'affidabilità della connessione complessiva.

Domande frequenti [FAQ]

1. A cosa serve TP4056?

Questo modulo è realizzato per ricaricare batterie al litio ricaricabili usando il metodo di ricarica costante-corrente/tensione costante (CC/CV).Oltre a caricare in modo sicuro una batteria al litio, il modulo fornisce anche la protezione necessaria per le batterie al litio.

2. Quante batterie può caricare un TP4056?

È possibile collegare due celle a batteria al litio in parallelo per formare una batteria a cella singola equivalente con una capacità totale di due volte quella delle singole celle.

3. Un TP4056 può caricare una batteria da 3,7 V?

Il modulo di caricabatterie TP4056 può essere utilizzato per il multimetro per convertire per caricare le batterie al litio.Vin+ Porta Ingresso Pannello solare 5V, Porta BAT+ Output da 4.2V a Caricatore 3.7V 18650 batteria.

4. Cosa posso caricare con TP4056?

Un TP4056 può caricare al massimo 1A.Puoi caricare quasi qualsiasi batteria di litio/lipo con essa a condizione che tu imposti la corrente di conseguenza.Molte batterie moderne consentono di ricaricare correnti superiori a 1 ° C.C'è qualche dibattito sull'accusare di più batterie in parallelo.

5. TP4056 è sicuro?

Potrebbe non essere sicuro, a seconda della corrente di carica massima delle batterie.Il modo migliore per trovare è il caricabatterie per telefoni cellulari, se l'output del caricatore dei telefoni è uguale o superiore a 900 mA, è possibile utilizzare un tipico modulo TP4056 in quanto viene fornito con la corrente di carica predefinita impostata su 1000A utilizzando il registro 1KOHMS.