على 03/09/2024 332

TP4056: المعلمات الرئيسية والوظائف والتطبيقات في الأجهزة المحمولة

ال TP4056 هو شاحن بطارية LI-ion أحادي الخلية الكامل باستخدام أوضاع شحن ثابت أو جهد ثابت.إن حزمة SOP8 أو ESOP8 المثبتة على السفليين أو ESOP8 وعدد المكونات الخارجي المنخفض يجعل TP4056 مثاليًا للتطبيقات المحمولة.ستقدم هذه المقالة المعلمات والدبابيس ومبدأ العمل وتطبيق TP4056 بالتفصيل لمساعدتك على فهم هذه الشريحة وتطبيقها بشكل أفضل.

كتالوج

ما هو TP4056؟

TP4056 عبارة عن شاحن ثابت لبطارية ليثيوم أيون خلية واحدة أو شاحن خطي مستمر الجهد مع أداء ممتاز.يتم تعبئتها في ESOP8.إنه مناسب للمنتجات المحمولة وهو مناسب أيضًا لتشغيل مستلزمات الطاقة USB وإمدادات الطاقة المحول.يتراوح نطاق جهد المدخلات بين 4.5 فولت و 5.5 فولت ، وعادة ما يكون نطاق الشحن الحالي 0.1 أ إلى 1.2 أ ، والذي يمكن تعيينه بواسطة مقاوم محدد تيار خارجي.بالإضافة إلى ذلك ، فإن TP4056 لديه عادة حماية في درجة الحرارة المدمجة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.نظرًا لهذه الخصائص الممتازة ، يستخدم TP4056 على نطاق واسع في مختلف الأجهزة الإلكترونية المحمولة الصغيرة ، مثل الهواتف المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر اللوحي ، وأجهزة الألعاب المحمولة ، وما إلى ذلك.

البدائل وما يعادلها

• ME4054M5G

• MP5032GJ-P

• PT8A2767FWE

مخطط كتلة TP4056

المعلمات الرئيسية لـ TP4056

كفاءة الشحن: حوالي 85 في المائة

يشير هذا إلى كفاءة الشحن لشريحة TP4056 ، وهي النسبة بين جهد الإدخال وتيار الشحن الفعلي للبطارية.كلما ارتفعت كفاءة الشحن ، كلما زادت الحرارة التي تولدها الشريحة وأسرع سرعة الشحن.

الجهد الحماية المفرط: 4.2 فولت

يشير هذا إلى قيمة جهد الحماية المفرطة التي توفرها TP4056.عندما يتجاوز جهد بطارية الليثيوم هذه القيمة ، ستتوقف الشريحة تلقائيًا عن الشحن لمنع مشكلات السلامة الناجمة عن الشحن الزائد للبطارية.

جهد قفل الجهد: 2.4 فولت

يشير هذا إلى قيمة جهد حماية الجهد السفلي الذي توفره TP4056.عندما ينخفض ​​جهد بطارية الليثيوم إلى ما دون هذه القيمة ، تتوقف الرقاقة عن الإخراج ، وبالتالي حماية البطارية من التفريغ الزائد.

نطاق جهد الإدخال: 4.5 فولت إلى 5.5 فولت

يشير هذا إلى الحد الأدنى والحد الأقصى لجهد الإدخال الذي يمكن أن يعمله TP4056.أثناء عملية العمل ، يجب أن يظل جهد الإدخال مستقرًا ، وإلا فإنه سيؤثر على كفاءة الشحن والاستقرار.

الحد الأقصى للشحن الحالي: 1000ma

يشير هذا إلى الحد الأقصى لتيار الشحن الذي يمكن أن يقاوم TP4056 ، أي الحد الأقصى للقيمة التي يُسمح للتيار بالوصول إلى وضع الشحن.إذا تجاوز تيار الشحن هذه القيمة ، فقد يتسبب ذلك في ارتفاع درجة حرارة الشريحة أو تضررت.لذلك ، في التطبيقات العملية ، نحتاج إلى ضبط تيار الشحن بشكل مناسب وفقًا لمواصفات البطارية وظروف محددة.

نطاق درجة حرارة العمل: -20 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية

هذا يشير إلى نطاق درجة حرارة التشغيل العادي من TP4056.قد يكون لتجاوز هذا النطاق تأثير على أدائها وحياته.لذلك ، في التطبيق الفعلي ، نحتاج إلى اختيار المكونات الحالية والخارجية للرقاقة بشكل معقول على أساس درجة الحرارة المحيطة وظروف تبديد الحرارة لضمان تشغيلها المستقر.

دبابيس ووظائف TP4056

• دبوس 1 (درجة الحرارة): هذا هو إدخال الكشف عن درجة حرارة البطارية.نحتاج إلى توصيل دبوس درجة الحرارة بإخراج مستشعر NTC للكشف عن درجة حرارة البطارية.إذا كان الجهد الذي تلقاه دبوس درجة الحرارة أقل من 45 في المائة من جهد المدخلات ، أو أكبر من 80 في المائة من جهد المدخلات ، فهذا يعني أن درجة حرارة البطارية منخفضة للغاية أو عالية جدًا ، وسيتم تعليق الشحن في هذا الوقت.إذا تم توصيل دبوس درجة الحرارة مباشرة بالأرض (GND) ، فسيتم إلغاء وظيفة اكتشاف درجة حرارة البطارية ، بينما ستظل وظائف الشحن الأخرى طبيعية.

• PIN 2 (PROG): هذا هو الإعداد الحالي للتيار الشحن الحالي وشحن محطة مراقبة التيار.يمكننا برمجة التيار الشحن عن طريق توصيل المقاوم الخارجي من دبوس بروغ إلى الأرض.خلال مرحلة Precharge ، سيتم تعديل جهد هذا الدبوس إلى 0.1 فولت ؛خلال مرحلة شحن التيار الثابت ، سيتم إصلاح جهد هذا الدبوس عند 1V.في جميع أنماط حالة الشحن ، يمكننا تقدير التيار الشحن عن طريق قياس جهد هذا الدبوس ووفقًا للصيغة التالية:

• دبوس 3 (GND): هذا هو أرض السلطة.

• PIN 4 (VCC): هذا هو جهد الإدخال الإيجابي.الجهد من هذا الدبوس هو إمدادات الطاقة العاملة للدائرة الداخلية.عندما يكون اختلاف الجهد بين VCC و PAT أقل من 30mV ، فإن TP4056 سوف يدخل وضع إيقاف التشغيل منخفض الطاقة.في هذا الوقت ، يكون تيار دبوس الخفافيش أقل من 2UA.

• PIN 5 (BAT): هذا هو اتصال البطارية.نحن بحاجة إلى توصيل المحطة الإيجابية للبطارية بهذا الدبوس.عندما تكون الشريحة في حالة معطل أو وضع سائل ، سيكون تيار التسرب لدان الخفافيش أقل من 2μA.دبوس الخفافيش مسؤول عن توفير تيار الشحن وجهد محدود قدره 4.2 فولت للبطارية.

• PIN 6 (stdby): هذه هي محطة إشارة إكمال شحن البطارية.عند اكتمال الشحن ، سيتم سحب دبوس STDBY بواسطة المفتاح الداخلي ، مما يشير إلى أن الشحن قد انتهى.خلاف ذلك ، سيكون دبوس stdby في حالة مقاومة عالية.

• PIN 7 (GHRG): هذه هي نهاية مؤشر حالة الشحن لإخراج الانجراف المفتوح.عندما يشحن الشاحن البطارية ، يتم سحب دبوس CHRG إلى مستوى منخفض بواسطة المفتاح الداخلي ، مما يشير إلى أن الشحن قيد التقدم ؛خلاف ذلك ، فإن دبوس CHRG في حالة مقاومة عالية.

• PIN 8 (CE): هذا هو إدخال تمكين الشريحة.سيضع مستوى الإدخال العالي TP4056 في حالة التشغيل العادية ، في حين أن مستوى الإدخال المنخفض سيضع TP4056 في حالة يحظر فيها الشحن.يمكن أن يكون دبوس CE مدفوعًا بمستويات TTL أو مستويات CMOS.

TP4056 شحن مخطط الدائرة

يدعم TP4056 الشحن عبر محول AC أو منفذ USB.يوضح ما يلي مثالاً على كيفية الجمع بين محول التيار المتردد وإدخال طاقة USB.في هذه الحالة ، يتم استخدام MOSFET قناة P (MP1) لمنع الإشارة من السفر للخلف إلى منفذ USB عند توصيل محول التيار المتردد.من خلال مقاوم 1K المنسدلة.عادةً ما يمكن أن يوفر محول AC الحالي أكثر بكثير من منفذ USB مع حد حالي قدره 500 مللي أمبير.لذلك ، عندما يتم توصيل محول AC ، يمكننا استخدام MOSFET N-channel (MN1) ومقاوم مجموعة 10K إضافية لزيادة تيار الشحن إلى 600mA.

عملية شحن البطارية من TP4056

تقوم رقاقة الإدارة أولاً بتنفيذ شحن تيار ثابت على البطارية ، ثم ينتقل إلى شحن الجهد المستمر.فيما يلي منحنى 1000ma الذي يشحن الجهد والجهد:

العملية المحددة هي:

عندما يكون جهد البطارية أقل من 3V ، تستخدم رقاقة الإدارة تيارًا صغيرًا لبدء البطارية.

عندما يتجاوز جهد البطارية 3V ، سيستخدم الشاحن وضع تيار ثابت لشحن البطارية.في هذا الوقت ، سيتم تحديد حجم تيار الشحن بواسطة مقاوم Prog.على سبيل المثال ، لتحقيق تيار شحن قدره 1000 مللي أمبير ، يجب استخدام مقاوم 1.2K.

عندما يكون جهد البطارية قريبًا من 4.2 فولت ، ينخفض ​​تيار الشحن تدريجياً ويدخل TP4056 في وضع شحن الجهد الثابت.

عندما ينخفض ​​تيار الشحن إلى عتبة نهاية الشحن ، ستنتهي دورة الشحن.في هذا الوقت ، ستخرج محطة CHRG حالة عالية التبعية (LED الأحمر مغلق) ، وستقوم محطة Stdby بإخراج مستوى منخفض (LED الأخضر قيد التشغيل).

عندما ينخفض ​​جهد البطارية إلى 4.05 فولت (هذا المستوى الجهد يتوافق مع حوالي 80 في المائة إلى 90 في المائة من طاقة البطارية) ، ستعيد شريحة الإدارة تشغيل دورة الشحن.

تطبيق TP4056

يستخدم TP4056 على نطاق واسع في العديد من المنتجات الإلكترونية بسبب الدقة العالية وحماية ارتفاع درجة الحرارة والميزات الأخرى.فيما يلي بعض سيناريوهات التطبيق النموذجية لـ TP4056:

إضاءة LED

من خلال العمل مع برامج تشغيل LED ، يمكن لـ TP4056 تحقيق التحكم الدقيق في التيار LED لضمان عمل حبات LED في أفضل حالة.هذا لا يحسن فقط جودة الإضاءة ويجعل مصباح LED أكثر ليونة ، ولكنه يقلل أيضًا من خطر تلف LED الناجم عن التيار غير المستقر.

الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر اللوحي

في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر اللوحي ، تم تجهيز TP4056 بوظائف حماية متعددة ، مثل الحماية الزائدة من التيار ، وحماية درجة الحرارة الزائدة ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تمنع الأضرار التي لحقت بالجهاز بشكل فعال أو تشغيل الدائرة أو التشغيل غير الطبيعي.لا تعزز هذه الحماية موثوقية الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية فحسب ، بل تقلل أيضًا من مخاطر السلامة الناجمة عن مشاكل البطارية.

الطائرات بدون طيار

يضمن TP4056 أنه يمكن شحن بطاريات الطائرات بدون طيار بأمان وكفاءة مع ميزات إدارة الشحن الممتازة.يتبنى وضع شحن على مرحلتين من الجهد الثابت والمجهد الثابت ، والذي يمكنه ضبط معلمات الشحن تلقائيًا وفقًا لحالة البطارية ، وتجنب مشكلات السلامة بشكل فعال مثل الشحن المفرط في الشحن.بالإضافة إلى ذلك ، من خلال العمل مع وحدة التحكم في المحرك ، يمكن لـ TP4056 ضبط معلمات العمل للمحرك في الوقت الفعلي وفقًا لحالة طيران الطائرات بدون طيار ، مما يضمن أن الطائرات بدون طيار يمكن أن تظل مستقرة أثناء الرحلة.لا يحسن عنصر التحكم في محرك المحرك الذكي أداء طيران الطائرات بدون طيار فحسب ، بل يقلل أيضًا من مخاطر السلامة الناجمة عن فشل المحرك.

احتياطات لاستخدام TP4056

عند استخدام TP4056 ، يجب علينا الانتباه إلى الجوانب التالية:

يحظر TP4056 اتصال البطارية العكسي ، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى الإرهاق.لضمان السلامة ، صممنا خصيصًا لدائرة حماية الاتصال العكسية للبطارية المضادة للبطارية لمنع مشكلة الاتصال العكسي للبطارية الناتجة عن سوء الاستخدام.

في تطبيق TP4056 ، يوصى بوضع مكثف 10μF متصل في نهاية الخفافيش بالقرب من نهاية الخفافيش من الشريحة لضمان أن تكون العلاقة بين المكثف والرقاقة قصيرة قدر الإمكان.هذا يفضي إلى تحسين تخطيط الدائرة وتقليل خسائر الخط ، وبالتالي تحسين استقرار الدائرة وكفاءته.

عندما يتم تطبيق TP4056 على الشحن عالي التواصل (700 مللي أمبير وما فوق) ، من أجل تقصير وقت الشحن بشكل فعال ، يوصى بزيادة مقاوم تبديد الحرارة ، الذي يجب التحكم في قيمة مقاومته في حدود 0.2Ω إلى 0.5Ω.يجب أن نحدد حجم المقاوم المناسب وفقًا لموقف الاستخدام الفعلي لضمان سلامة وكفاءة عملية الشحن.

عند إجراء اختبار TP4056 ، يجب توصيل نهاية الخفافيش مباشرة بالبطارية ، بدلاً من توصيل مقياس المسلسل في السلسلة.إذا كنت بحاجة إلى قياس التيار ، فيمكنك توصيل مقياس Ammeter بمحطة VCC لضمان دقة وسلامة الاختبار.

للتأكد من أنه يمكن استخدام TP4056 بشكل موثوق في جميع الظروف ولتجنب الأضرار التي لحقت بالرقاقة الناتجة عن المسامير وفولتية Burr ، نوصي بتوصيل مكثف سيراميك 0.1μF بمحطة BAT ومحطة إدخال الطاقة على التوالي.في الوقت نفسه ، عند الأسلاك ، يجب علينا التأكد من أن هذه المكثفات أقرب إلى شريحة TP4056 لتحسين أداء الدائرة وتحسين الاستقرار العام.

يتم تعبئة TP4056 في SOP8-PP.لضمان تشغيلها الصحيح وتبديد الحرارة الفعال ، نحتاج إلى لحام بالوعة الحرارة السفلية بإحكام على لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور قيد الاستخدام.يوصى بإضافة الثقوب الموجودة في منطقة الجوارب الحرارية السفلية واستكمالها برقائق نحاسية كبيرة لتعزيز تأثير تبديد الحرارة.يمكن أن يعزز PCB متعدد الطبقات جنبًا إلى جنب مع التصميم الكافي من خلال الثقب بشكل كبير أداء تبديد الحرارة وتجنب تقليل تيار الشحن عن طريق حماية درجة الحرارة بسبب ضعف تبديد الحرارة.بالإضافة إلى ذلك ، فإن إضافة الثقوب المناسبة على الجزء الخلفي من SOP8 لتبديد الحرارة لا يساعد فقط على تحسين كفاءة تبديد الحرارة ، ولكن أيضًا يسهل عمليات اللحام اليدوي.أثناء عملية اللحام ، يمكننا صب اللحام من خلال الثقوب الخلفية لضمان لحام موثوق على جانب تبديد الحرارة وتحسين استقرار وموثوقية الاتصال الكلي.

الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]

1. ما هو TP4056 المستخدم؟

تم تصنيع هذه الوحدة لشحن بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن باستخدام طريقة الشحن الثابتة/الثابتة (CC/CV).بالإضافة إلى شحن بطارية الليثيوم بأمان ، توفر الوحدة أيضًا الحماية اللازمة التي تتطلبها بطاريات الليثيوم.

2. كم عدد البطاريات التي يمكن أن يشحن TP4056؟

يمكنك توصيل خلايا بطارية الليثيوم بالتوازي لتشكيل بطارية خلية واحدة مكافئة بسعة إجمالية تبلغ ضعف السعة في الخلايا الفردية الفردية.

3. هل يمكن ل TP4056 شحن بطارية 3.7 فولت؟

يمكن استخدام وحدة الشاحن TP4056 لمجموعة متعددة لتحويلها لشحن بطاريات الليثيوم.VIN+ PORT INPORT 5V PANES ، BAT+ PORT يمكنه إخراج 4.2V إلى Charger 3.7V 18650 بطارية.

4. ما الذي يمكنني شحنه مع TP4056؟

يمكن أن يشحن TP4056 بحد أقصى 1A.يمكنك شحن أي بطارية LI-ION/LIPO معها شريطة أن تقوم بتعيين التيار وفقًا لذلك.تسمح العديد من البطاريات الحديثة بالشحن في التيارات أكبر من 1C.هناك بعض النقاش حول شحن بطاريات متعددة بالتوازي.

5. هل TP4056 آمن؟

قد لا يكون ذلك آمنًا ، اعتمادًا على بطارياتك كحد أقصى.أفضل طريقة للعثور عليها هي شاحن الهواتف المحمولة ، إذا كان إخراج شاحن الهواتف الخاص بك متساويًا أو أعلى من 900MA ، يمكنك استخدام وحدة TP4056 النموذجية لأنها تأتي مع مجموعة الشحن الافتراضية إلى 1000A باستخدام سجل 1KOHMS.