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TP4056是一款完整的單節(jié)鋰離子電池采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。其底部帶有散熱片的SOP8封裝與較少的外部元件數(shù)目使得TP4056成為便攜式應用的理想選擇。TP4056可以適合USB電源和適配器電源工作。由于采用了內(nèi)部PMOSFET架構，加上防倒充電路，所以不需要外部隔離二極管。熱反饋可對充電電流進行自動調(diào)節(jié)，以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對芯片溫度加以限制。充電電壓固定于4.2V，而充電電流可通過一個電阻器進行外部設置。當充電電流在達到最終浮充電壓之后降至設定值1/10時，TP4056將自動終止充電循環(huán)。當輸入電壓(交流適配器或USB電源)被拿掉時，TP4056自動進入一個低電流狀態(tài)，將電池漏電流降至2uA以下。TP4056在有電源時也可置于停機模式，以而將供電電流降至55uA。TP4056的其他特點包括電池溫度檢測、欠壓閉鎖、自動再充電和兩個用于指示充電、結(jié)束的LED狀態(tài)引腳。
特點
·高達1000mA的可編程充電電流 ;
·無需MOSFET、檢測電阻器或隔離二極管 ;
·用于單節(jié)鋰離子電池、采用SOP封裝的完整線性充電器 ;
·恒定電流/恒定電壓操作，并具有可在無過熱危險的情況下實現(xiàn)充電速率最大化的熱調(diào)節(jié)功能;
·精度達到±1.5%的4.2V預設充電電壓;
·用于電池電量檢測的充電電流監(jiān)控器輸出;
·自動再充電;
·充電狀態(tài)雙輸出、無電池和故障狀態(tài)顯示;
·C/10充電終止;
·待機模式下的供電電流為55uA;
·2.9V涓流充電器件版本;
·軟啟動限制了浪涌電流;
·電池溫度監(jiān)測功能;
·采用8引腳SOP-PP封裝。
這個TP4056datasheet的原理圖還是有些不清楚的地方，所以分享下自己的原理圖。
見下：如何改變充電電流：大家可以看到原理圖上的R14，通過調(diào)節(jié) 這個電阻的大小，可以改變充電電流的大家。另附一張充電電流與R14的關系表給各位。
說幾點在設計時候的注意事項：
1.TP4056的充電電流最好保持在電池容量的0.37C，也就是容量的0.37倍，比如1000mAh的電池，充電電流400mA這樣就夠了。過快的充電速度，將導致充電效果很差，沖完了電池電壓就掉很多。
2.如果TP4056的輸入電壓過高，比如5.2甚至5.5V，會造成充電電流不足1000mAh，這是正常的。電壓高了，芯片發(fā)熱會自動減少充電電流，不至于燒毀芯片。
3.另外，芯片在工作中60攝氏度左右的發(fā)熱是正常的，畢竟它的充電電流很大。(PS:如果有條件，可以采用8*8mm的鋁散熱片+3M導熱貼，增加芯片散熱。
最后，在TP4056充電電路基礎上增加過充電過放電保護電路，更好地保護充電電池。
過充電保護：正常狀態(tài)下，對電池進行充電，如果使VDD端電壓升高超過過電壓充電保護閾值VOC，且持續(xù)時間超過過電壓充電保護延遲時間tOC，則DW01F將使充電控制端COUT由高電平轉(zhuǎn)為VM端電平(低電平)，從而使外接充電控制N-MOS管Q1關閉，充電回路被“切斷”，即DW01F進入過電壓充電保護狀態(tài)。
過放電保護：正常狀態(tài)下，如果電池放電使VDD端電壓降低至過電壓放電保護閾值VOD，且持續(xù)時間超過過電壓放電保護延遲時間tOD，則DW01F將使放電控制端DOUT由高電平轉(zhuǎn)為VSS端電平( 低電平)，從而使外接放電控制N-MOS管Q2 關閉， 放電回路被“切斷”，即DW01F進入過電壓放電保護狀態(tài)。 同時，VM端電壓將通過內(nèi)部電阻RVMD被上拉到VDD。
過電流放電或電池短路保護：
正常狀態(tài)下，通過負載對電池放電DW01F電路的VM端電壓將隨放電電流的增加而升高。如果放電電流增加使 VM 端電壓超過過電流放電保護閾值VOI1，且持續(xù)時間超過過電流放電保護延遲時間TOI1，則DW01F進入過電流放電保護狀態(tài);如果放電電流進一步增加使VM 端電壓超過電池短路保護閾值VOI2，且持續(xù)時間超過短路延遲時間TOI2，則DW01F進入電池短路保護狀態(tài)。DW01F處于過電流放電/電池短路保護狀態(tài)時，DOUT端將由高電平轉(zhuǎn)為VSS端電平，從而使外接放電控制N-MOS管Q2關閉，放電回路被“切斷” ;同時，VM端將通過內(nèi)部電阻RVMS連接到VSS，放電負載取消后，VM端電平即變?yōu)閂SS端電平。與DW01FA相接的MOS管選用的是8205A，兩個N溝道MOS管。
參考電路如下：
更詳細的解釋如下：
(1)正常放電
該保護板的電路如圖7所示，當電芯電壓在2.5V～4.3V之間時，DW01的①、③腳均輸出高電平(等于供電電壓)，②腳電壓為0V。此時8205A內(nèi)的兩只N溝道場效應管Q1、Q2均處于導通狀態(tài)，由于8205A的導通電阻很小，相當于D、S極間直通，此時電芯的負極與保護電路的P-端相當于直接連通，保護電路有電壓輸出，其電流回路如下：B+→P+→負載。P-→8205A的②、③腳→8205A的①腳→8205A的⑧腳→8205A的⑥、⑦腳→B-。在此電路中，8205A內(nèi)部場效應管Q1、Q2可等效為兩只開關，當Q1或Q2的G極電壓大于1V時，開關管導通，D、S間內(nèi)阻很小(數(shù)十毫歐姆)，相當于開關閉合;當G極電壓小于0.7V時，開關管截止，D、S極間的導通內(nèi)阻很大(幾兆歐姆)，相當于開關斷開。
(2)過放電保護
當電芯通過外接的負載進行放電時，電芯兩端的電壓將慢慢降低，同時DW01內(nèi)部將通過電阻R1實時監(jiān)測電芯電壓，當電芯電壓下降到2.3V(通常稱為過放保護電壓)時，DWO1認為電芯已處于過放電狀態(tài)，其①腳電壓變?yōu)?，8205A內(nèi)Q1截止，此時電芯的B-與-之間處于斷開狀態(tài)，即電芯的放電回路被切斷，電芯將停止放電。進入過放電保護狀態(tài)后，電芯電壓會上升，若能上升到IC的門限電壓(一般為3.1V，通常稱為過放保護恢復電壓)，DW0的①腳恢復輸出高電平，8205A內(nèi)的Q1再次導通。
(3)電池充電
無論保護電路是否進入過放電狀態(tài)，只要給保護電路的P+與P-端間加上充電電壓，DW0經(jīng)B一端檢測到充電電壓后，便立即從③腳輸出高電平，8205A內(nèi)的Q2導通，即電芯的B-保護電路的P-通，充電器對電芯充電，其電流回路如下：充電器正極→p+→B+→B-、8205A的⑥、⑦腳→8205A的⑧腳→8205A的①腳→8205A的②、③腳→P-→充電器負極。
(4)過充電保護
充電時，當電池通過充電器正常充電時，隨著充電時間的增加，電芯兩端的電壓將逐漸升高，當電芯電壓升高到4.4V(通常稱為過充保護電壓)時，DW01將判斷電芯已處于過充電狀態(tài)，便立即使③腳電壓降為0V，8205A內(nèi)的Q2因5腳為低電平而截止，此時電芯的B一極與保護電路的P-端之間處于斷開狀態(tài)并保持，即電芯的充電回路被切斷，停止充電。
當保護電路的P+與P-端接上放電負載后，雖然Q2截止，但其內(nèi)部的二極管正方向與放電回路的電流方向相同，所以仍可對負載放電。當電芯兩端電壓低于4.3V(通常稱為過充保護恢復電壓)時，DW01將退出過充電保護狀態(tài)，③腳重新輸出高電平，Q2導通，即電芯的B-端與保護電路P-端又重新接上，電芯又能進行正常的充放電。
(5)過流保護
由于MOs開關管飽和導通時也存在內(nèi)阻，所以有電流流過時MOs開關管的D、S極間就會產(chǎn)生壓降，保護控制IC會實時檢測MOs開關管D、S極的電壓，當電壓升到IC保護門限值(一般為0.15V，稱為放電過流檢測電壓)時，其放電保護執(zhí)行端馬上輸出低電平，放電控制MOs開關管關斷，放電回路被斷開。
在圖中，DW01通過接在V-端和VSS端之間的電阻R2實時檢測MOs開關管上的壓降。當負載電流增大時，Q1或Q2上的壓降也必然增大，當該壓降達到0.2V時，DWO1便判斷負載電流到達了極限值，于是其①腳電壓降為0V， 8205A內(nèi)部的放電控制管Q1關閉，切斷電芯的放電回路。實現(xiàn)過電流保護。
(6)過溫保護
保護板上的T端口為過溫保護端，與用電器的CPU相連。常見的過溫保護電路較簡單，就是在T端與P-端接一只NTC電阻(圖中的R4)，該電阻緊貼電芯安裝。當用電器長時間處于大功率工作狀態(tài)時(如手機長時間處于通話狀態(tài))，電芯溫度會上升，則NTC阻值會逐漸下降，用電器的CPU對NTC阻值進行檢測，當阻值下降到CPU設定閾值時，CPU立即發(fā)出關機指令，讓電池停止對其供電，只維持很小的待機電流，從而達到保護電池的目的。
提示：當保護板處于保護狀態(tài)時，可以短接B-、P-端來激活保護板，這時控制芯片的充、放電保護執(zhí)行端(OC、OD)均會輸出高電平，讓MOs開關管導通。
