锂电池正负极反接保护;
高达 500mA 的可编程充电电流
无需 MOSFET、检测电阻器或隔离二极管
用于单节锂离子电池
恒定电流/恒定电压操作,并具有可在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调节功能
可直接从 USB 端口给单节锂离子电池充电
最高输入可达 9V
精度达到±1%的 4.2V 预设充电电压
自动再充电
1 个充电状态开漏输出引脚
C/10 充电终止
待机模式下的供电电流为 40uA
2.9V涓流充电
软启动限制了浪涌电流
CHRG (引脚 1):漏极开路输出的充电状态指示端。当充电器向电池充电时,CHRG 管脚被内部开关拉到低电平,表示充电正在进行;否则CHRG 管脚处于高阻态。GND(引脚 2):地BAT(引脚 3):充电电流输出。该引脚向电池提供充电电流并将最终浮充电压调节至 4.2V。该引脚的一个精准内部电阻分压器设定浮充电压,在停机模式中,该内部电阻分压器断开。VCC(引脚 4):正输入电源电压。该引脚向充电器供电。VCC 的变化范围在 4V 至 9V 之间,并应通过至少一个 1μF 电容器进行旁路。当 VCC 降至 BAT 引脚电压的 30mV 以内,TP4055 进入停机模式,从而使 IBAT 降至 2μA 以下。PROG(引脚 5):充电电流设定、充电电流监控和停机引脚。在该引脚与地之间连接一个精度为 1%的电阻器 RPROG 可以设定充电电流。当在恒定电流模式下进行充电时,引脚的电压被维持在 1V。PROG 引脚还可用来关断充电器。将设定电阻器与地断接,内部一个 2.5μA 电流将PROG 引脚拉至高电平。当该引脚的电压达到 2.7V 的停机门限电压时,充电器进入停机模式,充电停止且输入电源电流降至40μA。重新将 RPROG 与地相连将使充电器恢复正常操作状态。
工作原理TP4054 是一款采用恒定电流/恒定电压算法的单节锂离子电池充电器。它能够提供500mA 的充电电流(借助一个热设计良好的PCB 布局)和一个内部 P 沟道功率 MOSFET 和热调节电路。无需隔离二极管或外部电流检测电阻器;因此,基本充电器电路仅需要两个外部元件。不仅如此,TP4055 还能够从一个USB 电源获得工作电源。
正常充电循环当 Vcc 引脚电压升至 UVLO 门限电平以上且在 PROG 引脚与地之间连接了一个精度为 1%的设定电阻器或当一个电池与充电器输出端相连时,一个充电循环开始。如果 BAT 引脚电平低于 2.9V,则充电器进入涓流充电模式。在该模式中,TP4054 提供约 1/10 的设定充电电流,以便将电流电压提升至一个安全的电平,从而实现满电流充电。当 BAT 引脚电压升至 2.9V 以上时,充电器进入恒定电流模式,此时向电池提供恒定的充电电流。当 BAT 引脚电压达到最终浮充电压(4.2V)时,TP4054 进入恒定电压模式, 且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的 1/10,充电循环结束
充电电流的设定充电电流是采用一个连接在 PROG 引脚与地之间的电阻器来设定的。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算:根据需要的充电电流来确定电阻器阻值
在大于 0.3A 应用中,芯片热量相对较大,温度保护会减小充电电流,不同环境测试电流与公式计算理论值也变的不完全一致。客户应用中,可根据需求选取合适大小的 RPROG。RPROG 与充电电流的关系确定可参考下表:
充电终止当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的 1/10 时,充电循环被终止。该条件是通过采用一个内部滤波比较器对 PROG 引脚进行监控来检测的。当 PROG 引脚电压降至 100mV 以下的时间超过tTERM (一般为1.8ms)时,充电被终止。充电电流被锁断, TP4054 进入待机模式,此时输入电源电流降至 40μA。(注:C/10 终止在涓流充电和热限制模式中失效)。充电时,BAT 引脚上的瞬变负载会使PROG 引脚电压在 DC 充电电流降至设定值的1/10 之间短暂地降至 100mV 以下。终止比较器上的 1.8ms 滤波时间( tTERM )确保这种性质的瞬变负载不会导致充电循环过早终止。一旦平均充电电流降至设定值的 1/10 以下,TP4054 即终止充电循环并停止通过 BAT 引脚提供任何电流。在这种状态下,BAT 引脚上的所有负载都必须由电池来供电。
TP4054 测试中,芯片 BAT 端(3 号脚)应直接连接电池正极,不可串联电流表,电流表可接在芯片 Vcc 端。
为保证各种情况下可靠使用,防止尖峰和毛刺电压引起的芯片损坏,建议TP4054 应用中 VIN 端和BAT 端分别接 1uF 和 10uF 的电解电容,如可能还可各再接一个 0.1u 的陶瓷电容。所有电容位置以靠近芯片引脚为优, 不宜过远。
采用SOT23 封装,大电流应用中(350mA 以上)散热效果不佳可能引起充电电流受温度保护而减小。客户可以不接耗散电阻,若电流不能满足要求,请根据实际电源电压设计热耗散电阻,芯片 Vcc 端输入电压在 4.6V 为最佳,可得到较大充电电流,一般热耗散电阻为 0.5 至 1 欧姆。良好的 PCB 板布局可以有效减小客户在大电流充电应用中温度对电流的影响。