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1、 应用应用应用应用 移动电话、PDA MP3、MP4播放器 数码相机 电子词典 GPS 便携式设备、各种充电器 描述描述描述描述 TP4056 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。其底部 带有散热片的 SOP8 封装与较少的外部元件数目使得 TP4056 成为便携式应用的理想选 择。TP4056 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，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。 热反馈可对充电电流进行自动调节，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。
2、当充电 电流在达到最终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056 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，TP4056自动进入一个低电流状 态，将电池漏电流降至 2uA 以下。TP4056 在有电源时也可置于停机模式，以而将供电 电流降至 55uA。TP4056 的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个 用于指示充电、结束的 LED 状态引脚。 特点特点特点特点 高达 1000mA 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 SOP 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
3、 危险的情况下实现充电速率最大化的热调节 功能 精度达到1.5%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 充电状态双输出、无电池和故障状态显示 C/10 充电终止 待机模式下的供电电流为 55uA 2.9V涓流充电器件版本 软启动限制了浪涌电流 电池温度监测功能 采用 8 引脚 SOP-PP 封装。 完整的充电循环完整的充电循环完整的充电循环完整的充电循环（1000mAh 电池电池电池电池） 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） ：-0.3V8V PROG：-0.3VVCC+0.3V BAT：-0.3V7V ：-0
4、.3V10V ：-0.3V10V TEMP：-0.3V10V CE：-0.3V10V BAT 短路持续时间：连续 BAT 引脚电流：1200mA PROG 引脚电流：1200uA 最大结温：145 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 典型应用典型应用典型应用典型应用 封装封装封装封装/订购信息订购信息订购信息订购信息 订单型号订单型号订单型号订单型号 TP4056-42-SOP8-PP 器件标记器件标记器件标记器件标记 TP4056 实物图片实物图片实物图片实物图片 8 引脚 SOP 封装(底部带有散热片) 电特性电特性电特性电特
5、性 凡表注表示该指标适合整个工作温度范围，否则仅指 TA=25252525，V V V VCCCCCCCC=5V=5V=5V=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 4.0 5 8.0 V ICC 输入电源电流 充电模式，RPROG=1.2K 待机模式（充电终止） 停机模式（RPROG未连接， VCCVHIGH ，则表示电池的温度太高或者太 低，充电过程将被暂停；如果 TEMP 管脚的电 压 VTEMP在 VLOW 和 VHIGH之间，充电周
6、期则继 续。 如果将如果将如果将如果将 TEMP 管脚接到地线管脚接到地线管脚接到地线管脚接到地线，电池温度监测功电池温度监测功电池温度监测功电池温度监测功 能将被禁止能将被禁止能将被禁止能将被禁止。 确定确定确定确定R1和和和和R2的值的值的值的值 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： 假设设定的电池温度范围为TLTH，（其中 TLTH)； 电池中使用的是负温度系数的热敏电 阻（NTC），RTL为其在温度TL时的阻值，RTH 为其在温度TH时的阻值，则RTLRTH，那么， 在温度TL时，第一管脚TEMP端的电压为： 2 12 TL TEMPL T
7、L RR VVIN RRR = + 在温度TH时，第一管脚TEMP端的电压为： 2 12 TH TEMPH TH RR VVIN RRR = + 然后，由VTEMPLVHIGHk2Vcc (k2=0.8) VTEMPHVLOWk1Vcc (k1=0.45) 则可解得： 21 12 21 112212 () 1 () () 2 ()() TLTH TLTH TLTH TLTH R RKK R RRK K R RKK R RKK KRKK K = = 同理，如果电池内部是正温度系数（PTC） 的热敏电阻，则，我们可以计算得到： 21 12 21 112212 () 1 () () 2 ()() T
8、LTH THTL TLTH THTL R RKK R RRK K R RKK R RKK KRKK K = = 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。 欠压闭锁欠压闭锁欠压闭锁欠压闭锁 一个内部欠压闭锁电路对输入电压进行监 控，并在 Vcc 升至欠压闭锁门限以上之前使充 电器保持在停机模式。UVLO 电路将使充电器 保持在停
9、机模式。 如果 UVLO 比较器发生跳变， 则在 Vcc 升至比电池电压高 100mV 之前充电器 将不会退出停机模式。 手动停机手动停机手动停机手动停机 在充电循环中的任何时刻都能通过置 CE 端为低电位或去掉 RPROG（从而使 PROG 引脚浮 置）来把 TP4056 置于停机模式。这使得电池漏 电流降至 2A 以下，且电源电流降至 55A 以下。 重新将 CE 端置为高电位或连接设定电阻 器可启动一个新的充电循环。 如果 TP4056 处于欠压闭锁模式， 则CHRG 和引脚呈高阻抗状态： 要么 Vcc 高出 BAT 引脚电压的幅度不足 100mV， 要么施加在 Vcc 引 脚上的电压不
10、足。 自动再启动自动再启动自动再启动自动再启动 一旦充电循环被终止，TP4056 立即采用一 个具有 1.8ms 滤波时间（ RECHARGE t）的比较器 来对 BAT 引脚上的电压进行连续监控。当电池 电压降至 4.05V（大致对应于电池容量的 80 至 90）以下时，充电循环重新开始。这确保 了电池被维持在（或接近）一个满充电状态， 并免除了进行周期性充电循环启动的需要。在 再充电循环过程中，CHRG引脚输出进入一个 强下拉状态。 图图图图 1：一个典型充电循环的状态图一个典型充电循环的状态图一个典型充电循环的状态图一个典型充电循环的状态图 稳定性的考虑稳定性的考虑稳定性的考虑稳定性的考
11、虑 在恒定电流模式中，位于反馈环路中的是 PROG 引脚， 而不是电池。 恒定电流模式的稳定 性受 PROG 引脚阻抗的影响。当 PROG 引脚上 没有附加电容会减小设定电阻器的最大容许阻 值。PROG 引脚上的极点频率应保持在 CPROG， 则可采用下式来计算 RPROG的最大电阻值： PROG PROG C R 5 102 1 对用户来说，他们更感兴趣的可能是充电 电流，而不是瞬态电流。例如，如果一个运行 在低电流模式的开关电源与电池并联，则从 BAT 引脚流出的平均电流通常比瞬态电流脉冲 更加重要。在这种场合，可在 PROG 引脚上采 用一个简单的 RC 滤波器来测量平均的电池电 流（如
12、图 2 所示） 。在 PROG 引脚和滤波电容器 之间增设了一个 10k 电阻器以确保稳定性。 图图图图 2：隔离隔离隔离隔离 PROG 引脚上的容性负载引脚上的容性负载引脚上的容性负载引脚上的容性负载 和滤波电路和滤波电路和滤波电路和滤波电路 功率损耗功率损耗功率损耗功率损耗 TP4056 因热反馈的缘故而减小充电电流的 条件可通过 IC 中的功率损耗来估算。这种功率 损耗几乎全部都是由内部 MOSFET 产生的 这可由下式近似求出： BATBATCCD IVVP=)( 式中的 PD为耗散的功率， VCC为输入电源电压， VBAT为电池电压， IBAT为充电电流。 当热反馈开 始对 IC 提
13、供保护时，环境温度近似为： 145 ADJA TCP= 145() ACCBATBATJA TCVVI= 实例： 通过编程使一个从 5V 电源获得工作电源 的 TP4056 向一个具有 3.75V 电压的放电锂离子 电池提供 800mA 满幅度电流。假设 JA 为 150/W（请参见电路板布局的考虑） ，当 TP4056 开始减小充电电流时， 环境温度近似为： 145(53.75 ) (800) 150/ A TCVVmAC W= 1450.5150/14575 A TCWC WCC= 65 A TC= TP4056 可在 65以上的环境温度条件下使用， 但充电电流将被降至 800mA 以下。
14、对于一个给 定的环境温度，充电电流可有下式近似求出： 145 () A BAT CCBATJA CT I VV = 正如工作原理部分所讨论的那样，当热反馈使 充电电流减小时， PROG 引脚上的电压也将成比 例地减小。 切记不需要在 TP4056 应用设计中考虑最 坏的热条件，这一点很重要，因为该 IC 将在结 温达到 145左右时自动降低功耗。 热考虑热考虑热考虑热考虑 由于 SOP8 封装的外形尺寸很小，因此，需 要采用一个热设计精良的 PC 板布局以最大幅 度地增加可使用的充电电流，这一点非常重要。 用于耗散 IC 所产生的热量的散热通路从芯片至 引线框架，并通过底部的散热片到达 PC
15、板铜 面。PC 板铜面为散热器。散热片相连的铜箔面 积应尽可能地宽阔，并向外延伸至较大的铜面 积，以便将热量散播到周围环境中。至内部或 背部铜电路层的通孔在改善充电器的总体热性 能方面也是颇有用处的。 当进行 PC 板布局设计 时，电路板上与充电器无关的其他热源也是必 须予以考虑的，因为它们将对总体温升和最大 充电电流有所影响。 增加热调节电流增加热调节电流增加热调节电流增加热调节电流 降低内部 MOSFET 两端的压降能够显著减 少 IC 中的功耗。在热调节期间，这具有增加输 送至电池的电流的作用。对策之一是通过一个 外部元件（例如一个电阻器或二极管）将一部 分功率耗散掉。 实例： 通过编程使一个从 5V 交流适配器获 得工作电源的 TP4056 向一个具有 3.75V 电压的 放电锂离子电池设置为 800mA 的满幅充电电 流。假设 JA 为 125/W，则在 25的环境温度 条件下，充电电流近似为： 14525 768 (53.75 ) 125/ BAT CC ImA VVC W = 通过降低一个与 5V 交流适配器串联的电阻器 两端的电压（如图 3 所示） ，可减少片上功耗， 从而增大热调整的充电电流： 14525 () BAT SBATCCBATJA CC I VIRV =
