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TP4056方框图及工作原理
TP4056 是专门为一节锂离子或锂聚合物电池而设计的线性充电器电路,利用芯片内部的功率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。充电电流可以用外部电阻编程设定,最大持续充电电流可达 1A,不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。TP4056 包含两个漏极开路输出的状态指示输出端,充电状态指示端 CHRG 和电池故障状态指示输出端 STDBY。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过 145℃时自动降低充电电流,这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力,不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。这样,用户在设计充电电流时,可以不用考虑最坏情况,而只是根据典型情况进行设计就可以了,因为在最坏情况下,TP4056 会自动减小充电电流。 当输入电压大于电源低电压检测阈值和芯片使能输入端拉高电平时,TP4056 开始对电池充电,CHRG 管脚输出低电平,表示充电正在进行。如果电池电压低于 3V,充电器用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过 3V 时,充电器采用恒流模式对电池充电,充电电流由 PROG 管脚和 GND 之间的电阻 RPROG确定。当电池电压接近 4.2V 电压时,充电电流逐渐减小,TP4056 进入恒压充电模式。当充电电流减小到充电结束阈值时,充电周期结束,CHRG 端输出高阻态,STDBY 端输出低电位。 充电结束阈值是恒流充电电流的 10%。当电池电压降到再充电阈值以下时,自动开始新的充电周期。芯片内部的高精度的电压基准源,误差放大器和电阻分压网络确保电池端调制电压的精度在 1.5%以内,满足了锂离子电池和锂聚合物电池的要求。当输入电压掉电或者输入电压低于电池电压时,充电器进入低功耗的睡眠模式,电池端消耗的电流小于 3uA,从增加了待机时间。如果将使能输入端 CE 接低电平,充电器停止充电。 充电电流的设定充电电流是彩一个连接在 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的阻值
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:
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 引脚进行临控来检测的。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,TP4056 进入待机模式,此时输入电源电流降至 55UA。(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( TERM t )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,TP4056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。在待机模式中,TP4056 对BAT引脚电压进行连续监控。如果该引脚电压降到4.05V 的再充电电门限( RECHRG V )以下,则另一个充电循环开始并再次向电池供应电流。 充电状态指示器
一个典型充电循环的状态图
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