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锂电池充电/保护IC ：TP4056 1A线性锂离子电池充电器（DW01A /FS8205A）

时间：2023-10-19 14:42:53

成果展示

TP4056充电

1. TP4056 概述

TP4056是一款性能优异的单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器。TP4056采用ESOP8封装配合较少的外围原件使其非常适用于便携式产品，并且适合给USB电源以及适配器电源供电。

基于特殊的内部MOSFET架构以及防倒充电路，TP4056不需要外接检测电阻和隔离二极管。当外部环境温度过高或者在大功率应用时，热反馈可以调节充电电流以降低芯片温度。充电电压固定在4.2V，而充电电流则可以通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的1/10，芯片将终止充电循环。

当输入电压断开时，TP4056进入睡眠状态，电池漏电流将降到1uA以下。TP4056可以被设置于停机模式，此时芯片

静态电流降至35uA。

TP4056还包括其他特性：电池温度监测，欠压锁定，自动再充电和两个状态引脚以显示充电和充电终止。

1.1 典型应用

2. TP4056 使用说明

TP4056是一款专门为锂离子电池设计的线性充电器，利用芯片内部的功率MOSFET对电池进行恒流/恒压充电。充电

电流可以由外部电阻编程决定，最大充电电流可以达到1000mA。TP4056拥有两个漏极开路输出的状态指示输出端，充电状态指示端CHRG和电池充电完成指示输出端STDBY。芯片内部的功率管电路在芯片的结温超过135℃时自动降低充电电流，这个功能可以使用户最大限度利用芯片充电，不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。

2.1 工作原理

当输入电压大于UVLO检测阈值和芯片使能输入端CE接高电平时，TP4056开始对电池充电。如果电池电压低于2.9V，充电器用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过2.9V时，充电器采用恒流模式对电池充电，充电电流由PROG端和GND端之间的电阻决定。当电池电压接近4.2V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。

充电结束阈值是恒流充电电流的1/10。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BAT端调制电压的精度在1%以内，满足锂离子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，充电器进入停机模式，电池端消耗的电流小于2uA，从而增加待机时间。

如果将使能输入端CE接低电平，充电器停止充电。

2.2 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。根据需要的充电电流来确定电阻器阻值，设定

电阻器和充电电流采用下列公式来计算：

2.3 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，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端进行监控来检测的。当PROG端电压降至100mV以下的时间超过1.8ms时，充电终止，TP4056进入待机模式，此时的输入电源电流降至约50uA。

充电时，BAT端上的瞬变负载会使PROG端电压在DC充电电流降至设定值的1/10之间短暂地降至100mV以下，比较器的1.8ms延时时间确保了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集中式充电循环并停止通过BAT端提供任何电流。在这种状态下，BAT端上所有负载都必须由电池供电。

2.4 充电状态指示

TP4056 有两个漏极开路状态指示输出端CHRG和STDBY。

当充电器处于充电状态时，CHRG被拉到低电平，在其他状态CHRG为高阻态；

当电池充电结束后，STDBY被拉到低电平，在其他状态STDBY为高阻态。

当电池没有接到充电器时，CHRG闪烁表示没有安装电池。

2.5 热限制

如果芯片温度升至135C以上时，一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流。该功能可防止TP4056过热，并允许

用户提高给定电路板功率处理能力的上限而减小损坏TP4056的风险。

2.6 电池温度检测

为了防止温度过高或者过低对电池造成的损害，TP4056内部集成有电池温度监测电路。电池温度监测是通过测量

TEMP管脚的电压实现的，TEMP管脚的电压是由电池内的NTC热敏电阻和一个电阻分压网络实现的，如典型应用图例所示。

如果TEMP管脚的电压小于输入电压的45％或者大于输入电压的80％，意味着电池温度过低或过高，则充电被暂停。

如果TEMP脚直接接GND，那么电池温度检测功能取消，其他充电功能正常。

2.6.1 确定R1和R2的值

R1和R2的值要根据电池的温度监测范围和热敏电阻的电阻值来确定，现举例说明如下：

从上面的推导中可以看出，待设定的温度范围与电源电压VCC是无关的，仅与R1、R2、RTH、RTL有关；其中，RTH、RTL可通过查阅相关的电池手册或通过实验测试得到。

在实际应用中，若只关注某一端的温度特性，比如过热保护，则R2可以不用，而只用R1即可。R1的推导也变得简单，在此不再赘述。

2.7 欠压锁闭

TP4056拥有一个内部欠压锁定电路对输入电压进行监控，在VCC升至欠压锁定门限电压之前使芯片保持在停机工作

模式。当VCC电压升高至3.8V之后，芯片退出UVLO，开始正常工作。VCC下降时的UVLO迟滞电压为200mV。

2.8 自动充电循环

电池电压达到浮充电压，充电循环被终止之后，TP4056立即对BAT端电压进行监控。当BAT端电压低于4.1V时，充

电循环重新开始。确保了电池被维持在一个接近满电的状态，同时免除了进行周期性充电循环启动的需要。

2.9 电池反接保护功能

TP4056具备锂电池反接保护功能，当电池正负极反接于TP4056电压输出BAT引脚，TP4056会停机显示故障状态，无充电电流。充电指示管脚处于高阻态，RLED灭，此时反接的电池漏电电流小于1mA。将反接的电池正确接入，TP4056自动开始充电循环。

3. DW01A 概述

DW01A 是为单节锂离子电池供电系统而设计的专用保护芯片，集成了过电压充电保护、过电压放电保护、充电过流保护、放电过流保护与短路保护等，防止锂电池损坏或寿命减少。芯片采用超小型的封装和较少的外部元器件使得可以完美的集成到有限的电池包里面。精确的过充电保护电压确保了安全并充足的充电。低功耗设计使芯片在工作与存储时静态功耗极低。