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~~09/3/2024で公開されています~~ ~~341~~

TP4056：ポータブルデバイスの重要なパラメーター、関数、およびアプリケーション

TP4056 一定電圧または定電圧線形充電モードを使用した完全なシングルセルLiイオンバッテリー充電器です。ボトムに取り付けられたヒートシンクSOP8またはESOP8パッケージと低い外部コンポーネントカウントにより、TP4056はポータブルアプリケーションに最適です。この記事では、TP4056のパラメーター、ピン、作業原則、およびアプリケーションを詳細に紹介し、このチップをよりよく理解して適用するのに役立ちます。

カタログ

6. TP4056のバッテリー充電プロセス

7. TP4056の適用

8. TP4056を使用するための注意事項

TP4056とは何ですか？

TP4056は、シングルセルリチウムイオンバッテリーの定量電流または優れたパフォーマンスを備えた一定の電圧線形充電器です。ESOP8にパッケージ化されています。ポータブル製品に適しており、USB電源とアダプター電源の電力供給にも適しています。入力電圧範囲は4.5V〜5.5Vで、充電電流範囲は通常0.1A〜1.2Aであり、外部電流制限抵抗によって設定できます。さらに、TP4056には通常、過熱を防ぐための温度保護が組み込まれています。これらの優れた特性により、TP4056は、携帯電話、タブレットコンピューター、ハンドヘルドゲームコンソールなど、さまざまな小さなポータブル電子デバイスで広く使用されています。

代替品と同等物

• ME4054M5G

•MP5032GJ-P

• PT8A2767FWE

TP4056のブロック図

TP4056の主なパラメーター

充電効率：約85％

これは、TP4056チップの充電効率を指します。これは、入力電圧とバッテリーの実際の充電電流との比率です。充電効率が高いほど、チップが発生する熱が少なくなり、充電速度が速くなります。

過剰充電保護電圧：4.2V

これは、TP4056によって提供される過充電保護電圧値を指します。リチウムバッテリーの電圧がこの値を超えると、チップは自動的に充電を停止し、バッテリーの過充電による安全性の問題を防ぎます。

アンダーボルテージロックアウト電圧：2.4V

これは、TP4056によって提供される低電圧保護電圧値を指します。リチウムバッテリーの電圧がこの値を下回ると、チップは出力を停止し、それによりバッテリーが過剰充電から保護されます。

入力電圧範囲：4.5V〜5.5V

これは、TP4056が動作できる最小および最大入力電圧範囲を指します。作業プロセス中、入力電圧は安定したままである必要があります。そうしないと、充電効率と安定性に影響します。

最大充電電流：1000mA

これは、TP4056が耐えることができる最大充電電流、つまり、充電モードで電流が到達できる最大値を指します。充電電流がこの値を超えると、チップが過熱したり、損傷したりする可能性があります。したがって、実際のアプリケーションでは、バッテリーの仕様と特定の条件に応じて充電電流を適切に調整する必要があります。

作業温度範囲：-20°C〜85°C

これは、TP4056の通常の動作温度範囲を指します。この範囲を超えると、そのパフォーマンスと生活に影響を与える可能性があります。したがって、実際のアプリケーションでは、安定した動作を確保するために、周囲温度と熱散逸条件に基づいて、チップの動作電流および外部コンポーネントを合理的に選択する必要があります。

TP4056のピンと機能

•ピン1（温度）：これはバッテリー温度検出入力です。温度ピンをNTCセンサーの出力に接続して、バッテリー温度を検出する必要があります。温度ピンで受信した電圧が入力電圧の45％未満、または入力電圧の80％を超える場合、バッテリーの温度が低すぎるか高すぎ、充電が懸濁されていることを意味します。温度ピンが地面（GND）に直接接続されている場合、バッテリー温度検出機能はキャンセルされますが、他の充電機能は正常なままです。

•ピン2（PROG）：これは、電流充電電流設定と充電電流監視端子です。PROG PINからグランドに外部抵抗器を接続することにより、充電電流をプログラムできます。プリチャージフェーズでは、このピンの電圧が0.1Vに変調されます。定電充電段階では、このピンの電圧は1Vに固定されます。充電状態のすべてのモードで、このピンの電圧を測定し、次の式に従って充電電流を推定できます。

•ピン3（GND）：これはパワーグラウンドです。

•ピン4（VCC）：これは正の入力電圧です。このピンの電圧は、内部回路の動作電源です。VCCとBAT PINの電圧差が30mV未満の場合、TP4056は低電力シャットダウンモードに入ります。この時点で、バットピンの電流は2UA未満です。

•ピン5（バット）：これはバッテリー接続です。バッテリーの正の端子をこのピンに接続する必要があります。チップが無効状態または睡眠モードにある場合、バットピンの漏れ電流は2μA未満になります。バットピンは、電流と4.2Vの限られた電圧をバッテリーに提供する責任があります。

•ピン6（STDBY）：これは、バッテリー充電完了表示端子です。充電が完了すると、STDBYピンは内部スイッチによって低く引っ張られ、充電が終了したことを示します。それ以外の場合、stdbyピンは高インピーダンス状態になります。

•ピン7（GHRG）：これは、オープンドレイン出力の電荷ステータス表示端です。充電器がバッテリーを充電すると、CHRGピンは内部スイッチによって低レベルに引っ張られ、充電が進行中であることを示します。それ以外の場合、CHRGピンは高インピーダンス状態にあります。

•ピン8（CE）：これはチップの有効入力です。入力レベルが高いため、TP4056は通常の動作状態になり、入力レベルが低いとTP4056は充電が禁止されている状態になります。CEピンは、TTLレベルまたはCMOSレベルによって駆動できます。

TP4056充電回路図の説明

TP4056は、ACアダプターまたはUSBポートを介した充電をサポートします。以下は、ACアダプターとUSB電源入力を結合する方法の例を示しています。この場合、PチャネルMOSFET（MP1）を使用して、ACアダプターが接続されているときに信号がUSBポートに戻るのを防ぐために使用されます。1Kプルダウン抵抗を介して。通常、ACアダプターは、500MAの電流制限を持つUSBポートよりもはるかに最新のものを供給できます。したがって、ACアダプターが接続されている場合、NチャンネルMOSFET（MN1）と追加の10Kセット抵抗器を使用して、充電電流を600MAに増加させることができます。

TP4056のバッテリー充電プロセス

管理チップは最初にバッテリーで定電流充電を実行し、次に一定の電圧充電に切り替えます。以下は、1000MA充電電流と電圧曲線です。

特定のプロセスは次のとおりです。

バッテリーの電圧が3V未満の場合、管理チップは小さな電流を使用してバッテリーを登録します。

バッテリー電圧が3Vを超えると、充電器は一定電流モードを使用してバッテリーを充電します。この時点で、充電電流のサイズはPROG抵抗器によって決定されます。たとえば、1000mAの充電電流を達成するには、1.2K抵抗器を使用する必要があります。

バッテリー電圧が4.2Vに近い場合、充電電流は徐々に減少し、TP4056は一定の電圧充電モードに入ります。

充電電流が充電端のしきい値に減少すると、充電サイクルが終了します。この時点で、Chrg端子は高インピーダンス状態（赤のLEDがオフ）を出力し、STDBY端子は低レベルに出力されます（緑色のLEDがオン）。

バッテリー電圧が4.05Vに低下すると（この電圧レベルがバッテリー電力の約80％から90％に相当）、管理チップは充電サイクルを再起動します。

TP4056の適用

TP4056は、高精度、過熱保護およびその他の機能のために、さまざまな電子製品で広く使用されています。以下は、TP4056の典型的なアプリケーションシナリオです。

LED照明

LEDドライバーと協力することにより、TP4056はLED電流の正確な制御を実現し、LEDビーズが最適な状態で機能するようにします。これにより、照明の品質が向上し、LEDライトがより均等に柔らかくなるだけでなく、不安定な電流によるLED損傷のリスクも軽減されます。

携帯電話とタブレットPC

携帯電話とタブレットPCでは、TP4056には、回路の故障または異常な動作によって引き起こされるデバイスの損傷を効果的に防ぐことができる、過電流保護、過剰温度保護など、複数の保護機能が装備されています。これらの保護は、携帯電話やタブレットの信頼性を高めるだけでなく、バッテリーの問題によって引き起こされる安全性を軽減します。

ドローン

TP4056は、優れた充電管理機能により、ドローンバッテリーを安全かつ効率的に充電できるようにします。一定電流と一定電圧の2段階充電モードを採用しており、バッテリーの状態に応じて充電パラメーターを自動的に調整し、過充電や過充電などの安全性の問題を効果的に回避できます。さらに、モーターコントローラーと連携することにより、TP4056はUAVの飛行ステータスに応じてモーターの作業パラメーターをリアルタイムで調整し、飛行中にUAVが安定したままでできるようにすることができます。このインテリジェントなモータードライブ制御は、UAVの飛行性能を改善するだけでなく、運動不全による安全リスクを軽減します。

TP4056を使用するための注意事項

TP4056を使用する場合、次の側面に注意する必要があります。

TP4056は逆バッテリー接続を禁止します。そうしないと、チップの燃え尽きにつながる可能性があります。安全性を確保するために、誤用によって引き起こされるバッテリーの逆接続問題を防ぐために、抗リチウムバッテリー逆接続保護回路を特別に設計しました。

TP4056の適用では、バット端に接続された10μFコンデンサをチップのバット端近くに配置して、コンデンサとチップの間の接続が可能な限り短いことを確認することをお勧めします。これは、回路のレイアウトの最適化とライン損失の削減を助長し、それにより回路の安定性と効率を改善します。

TP4056が高電流充電（700mA以上）に適用される場合、充電時間を効果的に短縮するために、抵抗値を0.2Ωから0.5Ω以内に制御する必要がある熱散逸抵抗を増加させることをお勧めします。充電プロセスの安全性と効率を確保するために、実際の使用状況に従って適切な抵抗サイズを選択する必要があります。

TP4056のテストを実行する場合、バットエンドは、電流計を直列に接続するのではなく、バッテリーに直接接続する必要があります。電流を測定する必要がある場合は、電流計をVCC端末に接続して、テストの精度と安全性を確保できます。

あらゆる状況下でTP4056を確実に使用できるようにし、スパイクとバリ電圧によって引き起こされるチップの損傷を回避するために、0.1μFセラミックコンデンサをそれぞれBAT端子と電源入力端子に接続することをお勧めします。同時に、配線のときに、これらのコンデンサがTP4056チップに可能な限り近くにあることを確認して、回路のパフォーマンスを最適化し、全体的な安定性を改善する必要があります。

TP4056はSOP8-PPでパッケージ化されています。適切な操作と効率的な熱散逸を確保するには、使用中のPCBボードに底部熱シンクをしっかりとはんだ付けする必要があります。底部のヒートシンクエリアの穴を介して追加し、熱散逸効果を高めるために大きな銅箔で補充することをお勧めします。適切なスルーホール設計と組み合わせた多層PCBは、熱散逸性能を大幅に向上させ、熱散逸の低下により温度保護により充電電流が減少することを回避できます。さらに、熱散逸のためにSOP8の裏側に適切な穿孔を追加すると、熱散逸効率を改善するだけでなく、手動のはんだ付け作業も促進されます。はんだ付けプロセス中、背面の穿孔にはんだ付けを注ぎ、熱散逸側での信頼できるはんだ付けを確保し、接続全体の安定性と信頼性を改善することができます。