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1、 1 拓微集成 Top Power ASIC Corp. DATASHEET (TP(TP(TP(TP4054405440544054 线性锂离子电池充电器线性锂离子电池充电器线性锂离子电池充电器线性锂离子电池充电器) ) ) ) 2 TP4054 线性锂离子电池充电器线性锂离子电池充电器线性锂离子电池充电器线性锂离子电池充电器 描述描述描述描述 TP4054 是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其SOT 封装与较少的外部元件数目使得 TP4054 成为便携式应用的理想选择。 TP4054可以适合 USB 电源和适配器电源工作。 由于采用了内部 PMOSFET 架构，
2、加上防倒充电路，所以不需要外部检测电阻器和 隔离二极管。热反馈可对充电电流进行调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对 芯片温度加以限制。 充电电压固定于 4.2V， 而充电电流可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 1/10 时， TP4054 将自动终止充电循环。 当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4054自动进入一个低电流状 态，将电池漏电流降至 2uA 以下。也可将 TP4054 置于停机模式，以而将供电电流降至 45uA。TP4054 的其他特点包括充电电流监控器、欠压闭锁、自动再充电和一个用于指 示充电结束和输入电压接入的状
3、态引脚。 特点特点特点特点 高达 800mA 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、采用 SOT23-5 封装的完 整线性充电器； 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； 直接从 USB 端口给单节锂离子电池充电； 精度达到1%的 4.2V 预设充电电压； 用于电池电量检测的充电电流监控器输出； 自动再充电； 充电状态输出引脚； C/10 充电终止； 待机模式下的供电电流为 45uA； 2.9V涓流充电器件版本； 软启动限制了浪涌电流； 采用 5 引脚 SOT-23 封装。 应用应用应用应用 蜂窝电
4、话、PDA、MP3播放器； 充电座； 蓝牙应用。 典型应用典型应用典型应用典型应用 600mA 单节锂离子电池充电器 完整的充电循环（750mAh 电池） 绝对最大额定值绝对最大额定值绝对最大额定值绝对最大额定值 输入电源电压（VCC） ：-0.3V10V PROG：-0.3VVCC+0.3V BAT：-0.3V7V ：-0.3V10V BAT 短路持续时间：连续 BAT 引脚电流：800mA PROG 引脚电流：800uA 最大结温：125 工作环境温度范围：-4085 贮存温度范围：-65125 引脚温度（焊接时间 10 秒） ：260 3 电特性电特性电特性电特性 凡表注表示该指标适合整
5、个工作温度范围，否则仅指 TA=25，VCC=5V，除非特别注明。 符号符号符号符号 参数参数参数参数 条件条件条件条件 最小值最小值最小值最小值 典型值典型值典型值典型值 最大值最大值最大值最大值 单位单位单位单位 VCC 输入电源电压 42 5 65 V ICC 输入电源电流 充电模式，RPROG=10K 待机模式（充电终止） 停机模式（RPROG未连接， VCCVBAT，或 VCCVUV） 150 45 45 45 500 150 150 150 A A A VFLQAL 稳定输出（浮充）电压 0TA85， IBAT=40mA 4 158 42 4242 V IBAT BAT 引脚电流
6、RPROG=10K，电流模式 RPROG=2K，电流模式 待机模式，VBAT=4.2V 停机模式（RPROG未连接） 睡眠模式，VCC=0V 90 450 0 100 500 -2.5 +-1 -1 110 550 -6 +-2 -2 mA mA A A A ITRIKL 涓流充电电流 VBATVTRIKL,RPROG=2K 30 50 80 mA VTRIKL 涓流充电门限电压 RPROG=10K,VBAT上升 2.8 2.9 3.0 V VTRHYS 涓流充电迟滞电压 RPROG=10K 60 80 100 mV VUV VCC欠压闭锁门限 从 VCC低至高 3.6 3.8 3.95 V
7、VUVHYS VCC欠压闭锁迟滞 150 200 300 mV VMSD 手动停机门限电压 PROG 引脚电平上升 PROG 引脚电平下降 1.15 0.9 1.22 1.0 1.30 1.1 V V VASD VCC-VBAT闭锁门限电压 VCC从低到高 VCC从高到低 60 5 100 30 140 50 mV mV ITERM C/10 终止电流门限 RPROG=10K RPROG=2K 8 40 10 50 12 60 mA mA VPROG PROG 引脚电压 RPROG=10K，电流模式 0.9 1.0 1.1 V CHRG I 引脚弱下拉电流 CHRG V=5V 8 20 35
8、A CHRG V 引脚输出低电压 CHRG I=5mA 0.1 0.3 0.5 V VRECHRG 再充电电池门限电压 VFLOAT-VRECHRG 100 150 200 mV TLIM 限定温度模式中的结温 120 RON 功率 FET“导通”电阻 （在 VCC与 BAT 之间） 650 m tss 软启动时间 IBAT=0 至 IBAT=1000V/RPROG 20 s tRECHARGE 再充电比较器滤波时间 VBAT高至低 0.8 1.8 4 ms tTERM 终止比较器滤波时间 IBAT降至 ICHG/10 以下 0.8 1.8 4 ms IPROG PROG 引脚上拉电流 2.5
9、 A 南京拓微集成电路有限公司 4 典型性能特征典型性能特征典型性能特征典型性能特征 恒定电流模式下 PROG 引脚 PROG 引脚电压与温度的 充电电流与 PROG 引脚电 电压与电源电压的关系曲线 关系曲线 压的关系曲线 PROG 引脚上拉电流与温度 PROG 引脚电流与 PROG 引脚 PROG 引脚电流与 PROG 引脚 和电源电压的关系曲线 电压的关系曲线（上拉电流） 电压的关系曲线（箝位电流） 稳定输出（浮充）电压与充 稳定输出（浮充）电压与温 稳定输出（浮充）电压与电 电电流的关系曲线 度的关系曲线 压的关系曲线 强下拉状态下的引 强下拉状态下的引 弱下拉状态下的引脚 脚 I-V
10、 曲线 脚电流与温度的关系曲线 I-V 曲线 5 弱下拉状态下的引 涓流充电电流与温度的关系 涓流充电电流与电源电压的 脚电流与温度的关系曲线 曲线 关系曲线 涓流充电门限与温度的关系 充电电流与电池电压的关系 充电电流与电源电压的关系 曲线 曲线 曲线 充电电流与环境温度的关 再充电电压门限与温度的关 功率 FET“导通”电阻与温 系曲线 系曲线 度的关系曲线 6 引脚功能引脚功能引脚功能引脚功能 CHRG（引脚引脚引脚引脚 1） ：） ：） ：） ： 漏极开路充电状态输出。 在电池的充电过程中，由一个内部 N 沟道 MOSFET 将CHRG引脚拉至低电平。当充 电循环结束时， 一个约 20
11、A 的弱下拉电流 源被连接至CHRG引脚，指示一个“AC 存 在”状态。当 TP4054 检测到一个欠压闭锁 条件时，CHRG引脚被强制为高阻抗状态。 GND（引脚引脚引脚引脚 2） ：） ：） ：） ：地 BAT（引脚引脚引脚引脚 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（引脚引脚引脚引脚 4） ：） ：） ：） ：正输入电源电压。该引脚向 充电器供电。VCC的变化范围在 4.25V 至 6.5V 之间，并应通过至少一个 1F 电容器 进行
12、旁路。当 VCC降至 BAT 引脚电压的 30mV 以内，TP4054 进入停机模式，从而使 IBAT降至 2A 以下。 PROG（引脚引脚引脚引脚 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 PPROG可以设定充电 电流。当在恒定电流模式下进行充电时，该 引脚的电压被维持在 1V。在所有的模式中 都可以利用该引脚上的电压来测算充电电 流，公式如下： IBAT=（VPROG/RPROG）1000 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 2.5A 电流将 PROG 引脚拉至高电平。当该引脚的电压达
13、 到 1.22V 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 45A。重新将 RPROG与地相连将使充电器 恢复正常操作状态。 方框图方框图方框图方框图 7 工作原理工作原理工作原理工作原理 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 800mA 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，TP4054 还能够从一个 USB 电源获得工作电源。 正常充电循环正常充电循环正常充电循环正
14、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
15、设定值 的 1/10，充电循环结束。 充电电流的设定充电电流的设定充电电流的设定充电电流的设定 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。电流充电电流是 PROG 引脚输出电流的 1000 倍。设定电阻器 和充电电流采用下列公式来计算： PROG CHG CHG PROG R V I I V R 1000 , 1000 = 从 BAT 引脚输出的充电电流可通过监视 PROG 引脚电压随时确定，公式如下： 1000= PROG PROG BAT R V I 充电终止充电终止充电终止充电终止 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 TERM t(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 45A。 （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 D
