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TP4056: Parámetros clave, funciones y aplicaciones en dispositivos portátiles

El TP4056 es un cargador de batería de iones de litio único completo que utiliza corriente constante o modos de carga lineal de voltaje constante.Su paquete SOP8 o ESOP8 montado en el fondo y el recuento de componentes externos bajos hacen que el TP4056 sea ideal para aplicaciones portátiles.Este artículo presentará los parámetros, pines, principio de trabajo y aplicación de TP4056 en detalle para ayudarlo a comprender y aplicar mejor este chip.

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¿Qué es TP4056?

TP4056 es una batería de iones de litio de una sola célula constante de corriente constante o cargador lineal de voltaje constante con excelente rendimiento.Está empaquetado en ESOP8.Es adecuado para productos portátiles y también es adecuado para alimentar las alimentaciones USB y las alimentaciones del adaptador.Su rango de voltaje de entrada está entre 4.5V y 5.5V, y su rango de corriente de carga es típicamente de 0.1A a 1.2a, que puede establecerse mediante una resistencia limitante de corriente externa.Además, el TP4056 generalmente tiene protección de temperatura incorporada para evitar el sobrecalentamiento.Debido a estas excelentes características, TP4056 se usa ampliamente en varios dispositivos electrónicos portátiles pequeños, como teléfonos móviles, tabletas, consolas de juegos de mano, etc.

Alternativas y equivalentes

• Me4054m5g

• MP5032GJ-P

• Pt8a2767fwe

Diagrama de bloques de TP4056

Parámetros principales de TP4056

Eficiencia de carga: alrededor del 85 por ciento

Esto se refiere a la eficiencia de carga del chip TP4056, que es la relación entre el voltaje de entrada y la corriente de carga real de la batería.Cuanto mayor sea la eficiencia de carga, menos calor genera el chip y más rápida es la velocidad de carga.

Voltaje de protección de sobrecarga: 4.2V

Esto se refiere al valor de voltaje de protección de sobrecarga proporcionado por TP4056.Cuando el voltaje de la batería de litio excede este valor, el chip dejará de cargarse automáticamente para evitar problemas de seguridad causados ​​por el sobrecarga de la batería.

Voltaje de bloqueo de subvoltaje: 2.4V

Esto se refiere al valor de voltaje de protección de subvoltaje proporcionado por TP4056.Cuando el voltaje de la batería de litio cae por debajo de este valor, el chip detiene la salida, protegiendo así la batería del exceso de descarga.

Rango de voltaje de entrada: 4.5V a 5.5V

Esto se refiere al rango de voltaje de entrada mínimo y máximo que el TP4056 puede operar.Durante el proceso de trabajo, el voltaje de entrada debe permanecer estable, de lo contrario afectará la eficiencia y la estabilidad de carga.

Corriente de carga máxima: 1000 mA

Esto se refiere a la corriente de carga máxima que TP4056 puede soportar, es decir, el valor máximo que la corriente puede alcanzar en modo de carga.Si la corriente de carga excede este valor, puede hacer que el chip se sobrecaliente o se dañe.Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, necesitamos ajustar adecuadamente la corriente de carga de acuerdo con las especificaciones de la batería y las condiciones específicas.

Rango de temperatura de trabajo: -20 ° C a 85 ° C

Esto se refiere al rango normal de temperatura de funcionamiento de TP4056.Exceder a este rango puede tener un impacto en su rendimiento y vida.Por lo tanto, en la aplicación real, necesitamos seleccionar razonablemente los componentes de corriente de trabajo y externos del chip en función de la temperatura ambiente y las condiciones de disipación de calor para garantizar su operación estable.

Pines y funciones de TP4056

• Pin 1 (temp): esta es la entrada de detección de temperatura de la batería.Necesitamos conectar el pin de temperatura a la salida del sensor NTC para detectar la temperatura de la batería.Si el voltaje recibido por el pasador de temperatura es inferior al 45 por ciento del voltaje de entrada, o superior al 80 por ciento del voltaje de entrada, significa que la temperatura de la batería es demasiado baja o demasiado alta, y la carga se suspenderá en este momento.Si el pin Temp está conectado directamente a la tierra (GND), la función de detección de temperatura de la batería se cancelará, mientras que otras funciones de carga seguirán siendo normales.

• Pin 2 (Prog): esta es la configuración de corriente de carga de corriente constante y el terminal de monitoreo de corriente de carga.Podemos programar la corriente de carga conectando una resistencia externa del pin Prog a la tierra.Durante la fase de precarga, el voltaje de este pin se modulará a 0.1V;Durante la fase de carga de corriente constante, el voltaje de este pin se fijará en 1V.En todos los modos de estado de carga, podemos estimar la corriente de carga midiendo el voltaje de este pin y de acuerdo con la siguiente fórmula:

• Pin 3 (GND): este es el suelo de potencia.

• Pin 4 (VCC): este es el voltaje de entrada positivo.El voltaje de este pin es la fuente de alimentación de trabajo del circuito interno.Cuando la diferencia de voltaje entre el VCC y el pin BAT es inferior a 30 mv, TP4056 ingresará al modo de apagado de baja potencia.En este momento, la corriente del pin de murciélago es inferior a 2UA.

• Pin 5 (murciélago): esta es la conexión de la batería.Necesitamos conectar el terminal positivo de la batería a este pasador.Cuando el chip está en estado deshabilitado o modo de suspensión, la corriente de fuga del pin de murciélago será inferior a 2 μA.El pasador de murciélago es responsable de proporcionar corriente de carga y un voltaje limitado de 4.2V a la batería.

• Pin 6 (STDBY): este es el terminal de indicación de finalización de carga de la batería.Cuando se complete la carga, el interruptor interno se tirará al pin STDBY, lo que indica que la carga ha terminado.De lo contrario, el pin STDBY estará en un estado de alta impedancia.

• Pin 7 (GHRG): este es el final de indicación de estado de carga de la salida de drenaje abierto.Cuando el cargador cobra la batería, el interruptor interno tira al nivel CHRG al nivel bajo, lo que indica que la carga está en progreso;De lo contrario, el Pin CHRG está en un estado de alta impedancia.

• Pin 8 (CE): esta es la entrada de habilitación del chip.Un alto nivel de entrada colocará el TP4056 en un estado operativo normal, mientras que un nivel de entrada bajo colocará el TP4056 en un estado donde se prohíbe la carga.El pin CE puede ser impulsado por niveles de TTL o niveles de CMOS.

TP4056 Explicación del diagrama del circuito de carga

El TP4056 admite la carga a través del adaptador de CA o el puerto USB.A continuación se muestra un ejemplo de cómo combinar el adaptador de CA y la entrada de potencia USB.En este caso, se usa un MOSFET de canal P (MP1) para evitar que la señal viaje hacia atrás hacia el puerto USB cuando el adaptador de CA está conectado.a través de una resistencia desplegable de 1K.Por lo general, el adaptador de CA puede suministrar mucho más corriente que un puerto USB con un límite actual de 500 mA.Por lo tanto, cuando el adaptador de CA está enchufado, podemos usar un MOSFET de canal N (MN1) y una resistencia adicional de 10K establecida para aumentar la corriente de carga a 600 mA.

Proceso de carga de la batería de TP4056

El chip de administración primero realiza la carga de corriente constante en la batería y luego cambia a la carga de voltaje constante.La siguiente es la curva de corriente de carga y voltaje de 1000 mA:

El proceso específico es:

Cuando el voltaje de la batería es inferior a 3V, el chip de administración utiliza una pequeña corriente para premarcar la batería.

Cuando el voltaje de la batería excede las 3V, el cargador utilizará el modo de corriente constante para cargar la batería.En este momento, el tamaño de la corriente de carga estará determinado por la resistencia de Prog.Por ejemplo, para lograr una corriente de carga de 1000 mA, se debe usar una resistencia de 1.2k.

Cuando el voltaje de la batería está cerca de 4.2V, la corriente de carga disminuye gradualmente y TP4056 ingresa al modo de carga de voltaje constante.

Cuando la corriente de carga disminuye al umbral final de carga, el ciclo de carga terminará.En este momento, el terminal CHRG generará un estado de alta impedancia (el LED rojo está apagado), y el terminal STDBY generará un nivel bajo (el LED verde está encendido).

Cuando el voltaje de la batería cae a 4.05 V (este nivel de voltaje corresponde a aproximadamente el 80 por ciento a 90 por ciento de la potencia de la batería), el chip de gestión reiniciará el ciclo de carga.

Aplicación de TP4056

TP4056 se usa ampliamente en varios productos electrónicos debido a su alta precisión, protección de sobrecalentamiento y otras características.Los siguientes son algunos escenarios de aplicación típicos de TP4056:

Iluminación LED

Al trabajar junto con los controladores LED, TP4056 puede realizar un control preciso de la corriente LED para garantizar que las perlas LED funcionen en las mejores condiciones.Esto no solo mejora la calidad de la iluminación y hace que la luz LED sea más uniforme y más suave, sino que también reduce el riesgo de daño LED causado por una corriente inestable.

Teléfonos celulares y tabletas

En los teléfonos celulares y las PC de las tabletas, TP4056 está equipado con múltiples funciones de protección, como protección de sobrecorriente, protección de sobre-temperatura, etc., que pueden evitar efectivamente el daño al dispositivo causado por la falla del circuito o la operación anormal.Estas protecciones no solo mejoran la confiabilidad de los teléfonos celulares y las tabletas, sino que también reducen los riesgos de seguridad causados ​​por los problemas de la batería.

Drones

El TP4056 asegura que las baterías de drones se puedan cargar de manera segura y eficiente con sus excelentes características de gestión de carga.Adopta un modo de carga de dos etapas de corriente constante y voltaje constante, que puede ajustar automáticamente los parámetros de carga de acuerdo con el estado de la batería, evitando efectivamente problemas de seguridad, como sobrecarga y sobrecarga.Además, al trabajar con el controlador del motor, el TP4056 puede ajustar los parámetros de trabajo del motor en tiempo real de acuerdo con el estado de vuelo del UAV, asegurando que el UAV pueda permanecer estable durante el vuelo.Este control inteligente de accionamiento motor no solo mejora el rendimiento de vuelo del UAV, sino que también reduce el riesgo de seguridad causado por la falla del motor.

Precauciones para usar TP4056

Al usar TP4056, debemos prestar atención a los siguientes aspectos:

TP4056 prohíbe la conexión de batería inversa, de lo contrario, puede conducir al agotamiento del chip.Para garantizar la seguridad, hemos diseñado especialmente el circuito de protección de conexión inversa de la batería anti-litio para evitar el problema de conexión inversa de la batería causado por el mal uso.

En la aplicación de TP4056, se recomienda colocar el condensador de 10 μF conectado en el extremo del murciélago cerca del extremo del bate del chip para garantizar que la conexión entre el condensador y el chip sea lo más corta posible.Esto es propicio para optimizar el diseño del circuito y reducir las pérdidas de línea, mejorando así la estabilidad y la eficiencia del circuito.

Cuando TP4056 se aplica a la carga de alta corriente (700 mA y más), para acortar eficazmente el tiempo de carga, se recomienda aumentar la resistencia de disipación de calor, cuyo valor de resistencia debe controlarse dentro del rango de 0.2Ω a 0.5Ω.Debemos seleccionar el tamaño de resistencia apropiado de acuerdo con la situación de uso real para garantizar la seguridad y la eficiencia del proceso de carga.

Al realizar la prueba de TP4056, el extremo del murciélago debe conectarse directamente a la batería, en lugar de conectar un amperímetro en la serie.Si necesita medir la corriente, puede conectar el amperímetro al terminal VCC para garantizar la precisión y seguridad de la prueba.

Para garantizar que el TP4056 se pueda usar de manera confiable en todas las circunstancias y evitar daños al chip causados ​​por picos y voltajes de rebabas, recomendamos que se conecte un condensador de cerámica de 0.1 μF al terminal de BAT y al terminal de entrada de potencia, respectivamente.Al mismo tiempo, al cablear, debemos asegurarnos de que estos condensadores estén lo más cerca posible del chip TP4056 para optimizar el rendimiento del circuito y mejorar la estabilidad general.

El TP4056 está empaquetado en un SOP8-PP.Para garantizar su funcionamiento adecuado y su eficiente disipación de calor, necesitamos soldar el disipador de calor inferior firmemente a la placa de PCB en uso.Se recomienda agregar a través de agujeros en el área del disipador de calor inferior y complementarlo con una lámina de cobre grande para mejorar el efecto de disipación de calor.La PCB de múltiples capas combinada con un diseño adecuado de agujeros a través de los agujeros puede mejorar significativamente el rendimiento de la disipación de calor y evitar que la corriente de carga se reduzca por la protección de la temperatura debido a una mala disipación de calor.Además, agregar perforaciones apropiadas en la parte posterior del SOP8 para la disipación de calor no solo ayuda a mejorar la eficiencia de la disipación de calor, sino que también facilita las operaciones manuales de soldadura.Durante el proceso de soldadura, podemos verter la soldadura a través de las perforaciones traseras para garantizar una soldadura confiable en el lado de la disipación de calor y mejorar la estabilidad y la confiabilidad de la conexión general.

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿Para qué se usa TP4056?

Este módulo está hecho para cargar baterías de litio recargables utilizando el método de carga de corriente constante/constante (CC/CV).Además de cargar con seguridad una batería de litio, el módulo también proporciona la protección necesaria requerida por las baterías de litio.

2. ¿Cuántas baterías puede cargar un TP4056?

Puede conectar dos celdas de batería de litio en paralelo para formar una batería de celda única equivalente con una capacidad total del doble que la de las celdas individuales individuales.

3. ¿Puede un TP4056 cargar una batería de 3.7 V?

El módulo de cargador TP4056 se puede usar para que el multímetro se convierta en baterías de litio cargadas.VIN+ PANTO PANLO Solar de 5 V, BAT+ Puerto puede generar 4.2V a la batería del cargador 3.7V 18650.

4. ¿Qué puedo cobrar con TP4056?

Un TP4056 puede cargarse al máximo de 1 A.Puede cargar casi cualquier batería de iones de litio/lipo, siempre que establezca la corriente en consecuencia.Muchas baterías modernas permiten la carga en corrientes superiores a 1c.Hay algún debate sobre cargar múltiples baterías en paralelo.

5. ¿Es seguro TP4056?

Puede que no sea seguro, dependiendo de sus baterías, la corriente de carga máxima.La mejor manera de encontrar es el cargador de teléfonos móviles, si la salida del cargador de su teléfono es igual o superior a 900 mA, puede usar un módulo TP4056 típico, ya que viene con la corriente de carga predeterminada establecida en 1000A usando el registro 1KOHMS.