A TP4056 egy kompakt töltő IC, amelyet egycellás lítium-ion és lítium-polimer akkumulátorokhoz terveztek. Állandó árammal és állandó feszültséggel vezérli a töltést, automatikus lezárással 4,2 V-on. A modulok gyakran tartalmaznak USB bemenetet, LED-jelzőket és opcionális védelmi áramköröket. Ez a cikk részletes információkat nyújt a specifikációkról, a töltési folyamatról, a vezetékekről, a biztonságról és az alkalmazásokról.
ábra. TP4056 modul
TP4056 modul végeview
A TP4056 egy lineáris töltő IC, amelyet egycellás lítium-ion és lítium-polimer akkumulátorokhoz terveztek. Szabályozza a feszültséget és az áramot a biztonságos töltés érdekében, és automatikusan leáll, ha a cella eléri a 4,2 V-ot. Általában a kész töltőmodulokba integrálva egyszerűsíti az akkumulátorkezelést azáltal, hogy USB-bemenetet (Micro-USB vagy Type-C), átlátszó csatlakozópárnákat biztosít az 5 V-os bemenethez és az akkumulátor érintkezőihez, valamint LED-jelzőket a töltési állapothoz. Egyes modulváltozatok beépített védelmi áramköröket is tartalmaznak a túltöltés, a túlkisülés és a rövidzárlat elleni védelemre.
TP4056 elektromos specifikációk
| Paraméter | Jellemző érték / tartomány |
|---|---|
| Bemeneti feszültség tartomány | 4,0 V – 8,0 V (maximum 8 V) |
| Töltés lezárási feszültsége | 4,2 V ± 1,5% |
| Maximális töltőáram | Akár 1 A (ellenállással beállítva) |
| Csepp (Pte-Charge) feszültség | Körülbelül 2,9 V |
| Lezáró áram | Körülbelül 0,1 × I\_CHG (C/10) |
| Termikus leállítás | \~145 °C (automatikus szabályozás) |
A TP4056 modul alkatrészei
A modul minden része meghatározott szerepet tölt be a feszültség szabályozásában, az áram kezelésében és az akkumulátor védelmében.
TP4056 IC
A TP4056 IC a modul magja, amely a teljes töltési folyamat vezérléséért felelős. A chip automatikusan szabályozza a feszültséget és az áramot, leállítja a töltést, ha az akkumulátor megtelt, és újraindul, ha a feszültség csökken.
Védelmi áramkör (DW01A + 8205A MOSFET-ek)
A legtöbb TP4056 modul tartalmaz egy DW01A IC-t és kettős 8205A MOSFET-et, amelyek beépített akkumulátorkezelő rendszert (BMS) alkotnak. Ez a rész megvédi az akkumulátort a túltöltéstől, a túltöltéstől, a rövidzárlattól és a túlzott áramtól. Automatikusan lekapcsolja a terhelést, ha a feszültségszint túl alacsonyra esik, és újra csatlakozik, ha az akkumulátor újra biztonságosan használható. Ez biztosítja a felhasználó biztonságát és az akkumulátor tartósságát.
Micro-USB vagy Type-C bemeneti port
A bemeneti port biztosítja a töltéshez szükséges 5 V DC tápellátást. Csatlakoztatható USB-töltőhöz, power bankhoz vagy számítógéphez. A legtöbb modul Micro-USB portot használ, míg az újabb verziók Type-C csatlakozót tartalmaznak a modern kompatibilitás érdekében. A port az IN+ (VCC) és az IN- (GND) érintkezőkhöz csatlakozik, stabil tápellátást biztosítva a töltőáramkörnek.
Jelző LED-ek
A modul két LED-del rendelkezik, amelyek a töltés állapotát mutatják. A piros LED kigyullad, amikor az akkumulátor töltődik, míg a zöld vagy kék LED világít, ha a töltés befejeződött, vagy nem észlel akkumulátort. Ezek a TP4056 belső érintkezői által vezérelt jelzők megkönnyítik a folyamat külső eszközök nélküli felügyeletét.
PROG tűs ellenállás
A PROG érintkezőn lévő kis ellenállás határozza meg a töltőáramot. Például egy 1,2 kΩ-os ellenállás körülbelül 1A-ra, míg 2 kΩ körülbelül 580 mA-re állítja az áramot. Ennek az ellenállásnak a beállításával szabályozhatja a töltési sebességet az akkumulátor mérete és a biztonsági követelmények alapján.
Kondenzátorok
Két leválasztó kondenzátor - az egyik a bemeneten, a másik az akkumulátor érintkezőin - segít kiszűrni a feszültségzajt és stabilizálni az áramáramlást. Jellemzően 1 μF és 10 μF között ezek a kondenzátorok biztosítják a zökkenőmentes töltést és megvédik az áramkört a hirtelen teljesítményingadozásoktól.
PCB és réz nyomok
Minden alkatrész nyomtatott áramköri lapra (PCB) van felszerelve, réznyomokkal, amelyek minimalizálják az ellenállást és elősegítik a hő eloszlását. Egyes változatok termikus átvezetéssel rendelkeznek a jobb hőelvezetés érdekében a nagyáramú töltés során, biztosítva a stabil és hosszú távú működést.
TP4056 töltési folyamat
Csepptöltés (~2.9 V vagy alacsonyabb)
Ha az akkumulátor nagyon alacsony, a TP4056 kis árammal indul. Ezt a szakaszt csepegtető töltésnek nevezik. Lassan emeli az akkumulátor feszültségét biztonságos szintre, mielőtt a normál töltés megkezdődik. Ez megakadályozza a mélyen lemerült akkumulátorok károsodását.
Állandó áram (CC mód)
Az akkumulátor helyreállítása után a TP4056 állandó töltőáramot biztosít. A pontos értéket a külső PROG ellenállás állítja be, gyakran 500 mA vagy 1 A. Ez a szakasz a töltés leggyorsabb része, és helyreállítja az akkumulátor kapacitásának nagy részét.
Állandó feszültség (CV mód)
Ahogy az akkumulátor közeledik a megtelthez, a TP4056 állandó feszültség üzemmódba kapcsol. A feszültséget 4,2 V-on tartják, miközben a töltőáram lassan csökken. Ez lehetővé teszi, hogy az akkumulátor biztonságosan befejezze a töltést anélkül, hogy túllépné a feszültséghatárt.
Felmondás
A töltés automatikusan véget ér, ha az áram a programozott érték körülbelül egytizedére csökken. Ha ezen a ponton megáll, segít csökkenteni az akkumulátor terhelését, elkerüli a túlmelegedést és javítja az akkumulátor teljes élettartamát.
TP4056 modulváltozatok
TP4056 védelem nélkül
| Funkció | Részletek |
|---|---|
| Töltés vezérlése | Csak a töltést kezeli, magán a TP4056 IC-n kívül nincs biztonsági funkció. |
| Védelmi áramkörök | Nem tartalmazza (nincs túltöltés, túltöltés vagy rövidzárlat elleni védelem). |
| Tervezés | Kisebb, egyszerűbb és általában alacsonyabb költségű. |
| Legjobb felhasználási eset | Akkor alkalmas, ha az akkumulátor már rendelkezik saját BMS-sel (Battery Management System), vagy ha külső védelmet adnak hozzá. |
TP4056 védelemmel
| Funkció | Részletek |
|---|---|
| Töltés vezérlése | Ugyanaz a töltési funkció, mint az alap TP4056-nál. |
| Védelmi áramkörök | DW01A vezérlőt és FS8205A MOSFET-et tartalmaz. Túltöltés, túlkisülés és rövidzárlat elleni védelmet biztosít. |
| Tervezés | Valamivel nagyobb tábla, biztonságosabb általános használatra. |
| Legjobb felhasználási eset | Ideális kezdőknek, barkácsprojekteknek és önálló celláknak (például 18650 akkumulátor beépített védelem nélkül). |
TP4056 kapcsolási rajzok és vezetékek
Ezen a képen egy TP4056 töltőmodul áramkör látható, amely egy kenyérlapra van kötve, csatlakoztatva egy lítium-ion akkumulátorral. Az USB 5 V-os bemenet biztosítja a töltési forrást, amely a modul IN+ és IN- érintkezőin keresztül lép be. Az akkumulátor az OUT+ és OUT– csatlakozókhoz csatlakozik, ahol a töltést a TP4056 IC kezeli. A modul LED-jelzőkkel (STAT1/STAT2) is rendelkezik, amelyek a töltési állapotot mutatják, piros a töltéshez és kék/zöld a teljesen feltöltve.
A hőmérséklet-figyeléshez NTC termisztor tartozik, amely biztosítja a biztonságos töltést a folyamat szüneteltetésével, ha az akkumulátor túlmelegszik. A kimeneti csatlakozók nemcsak a cellát töltik, hanem külső terhelést is táplálhatnak, amint azt a beállításban csatlakoztatott LED mutatja. Ez azt mutatja, hogy a modul képes egyszerre tölteni az akkumulátort és áramellátást is.
TP4056 gyakori problémák és javítások
| Probléma | Leírás és megoldás |
|---|---|
| A LED jelzőfény nem működik | Ellenőrizze, hogy a TP4056 modul, az akkumulátor és az áramforrás megfelelően van-e csatlakoztatva, megfelelő polaritással. A laza vezetékek vagy a sérült LED/ellenállás gyakran hibát okoz. Cserélje ki a hibás alkatrészeket, és ellenőrizze a szilárd forrasztási kötéseket. |
| Lassú töltés | A lassú töltés általában az alacsony bemeneti áram vagy a feszültségesés következménye. Használjon stabil 5 V / 1 A (vagy nagyobb) áramforrást, rövid minőségű USB-kábelt, és győződjön meg arról, hogy a PROG ellenállás a megfelelő áramot állítja be. Kerülje a vékony vagy korrodált csatlakozókat. |
| Túlmelegedés | A TP4056 kissé felmelegedhet, de a felesleges hő rossz légáramlást vagy nagy áramot jelez. Tartsa szellőztetve a táblát, és csökkentse az áramot a PROG ellenállás értékének növelésével. A folyamatos túlmelegedés lerövidítheti az alkatrészek élettartamát. |
| Töltési megszakítások | Az instabil tápellátás vagy a laza csatlakozók gyakran váratlanul leállnak. Használjon megbízható egyenáramú adaptert a számítógép USB-tápellátása helyett, és győződjön meg arról, hogy minden vezeték és csatlakozó szorosan rögzítve van. |
| Az akkumulátor nem tartja a töltést | A gyorsan lemerülő akkumulátorok elöregedhetnek vagy rossz minőségűek lehetnek. Mindig eredeti lítium-ion vagy lítium-polimer cellákat használjon, és kerülje a 3 V alatti mélykisülést. Cserélje ki a leromlott akkumulátorokat a megbízható kapacitás érdekében. |
| A modul nem indul el | Ha a töltés nem indul el, ellenőrizze, hogy a bemeneti feszültség 4.5–5.5 V. Sérült USB-portok, rossz forrasztás vagy hibás TP4056 IC lehet a felelős. Ellenőrizze a csatlakozásokat, és szükség esetén cserélje ki a modult. |
| Akkumulátor túltöltés | A 4,2 V-ot meghaladó akkumulátor hibás IC-t vagy rossz feszültséget jelez. Azonnal hagyja abba a töltést, és cserélje ki a modult. Újrafelhasználás előtt mindig ellenőrizze a kimeneti feszültséget multiméterrel. |
| Mindkét LED világít vagy villog | Ha a "töltés" és a "teljes" LED-ek is világítanak vagy villognak, a probléma az instabil bemenet vagy a rossz forrasztási kötések. Forrasztja újra a gyenge csatlakozásokat, és használjon állandó 5 V-os áramforrást az egyenletes működés érdekében. |
| A modul nem érzékeli az akkumulátort | Előfordulhat, hogy a 2,5 V alatti mélykisülésű cellák nem észlelhetők. Óvatosan töltse fel az akkumulátort 4,2 V / < 100 mA feszültséggel, amíg a feszültség meghaladja a 3 V-ot, majd csatlakoztassa újra a normál töltéshez. |
| Rövidzárlat vagy füst | A füst vagy a fűtés fordított polaritásra vagy huzalozási hibákra utal. Bekapcsolás előtt ellenőrizze még egyszer az összes csatlakozást. Használjon DW01A és 8205A MOSFET-ekkel rendelkező modulokat a rövidzárlat és a túláram elleni beépített védelemhez. |
TP4056 alkalmazások
• Hordozható elektronika: Újratölthető kütyüket, például fényképezőgépeket, MP3-lejátszókat és kézi eszközöket táplál.
• DIY akkumulátorok: Ideális egyedi akkumulátor-szerelvényekhez kis eszközökben és robotikában.
• Akkumulátorkezelő rendszerek: Kezeli a töltésvezérlést lítium alapú akkumulátorbeállításokban.
• Power bankok: Hordozható töltőkben használják telefonok és kis eszközök töltésére.
• Napelemes töltők: Napelemekkel működik a megújuló, hordozható energiaellátó rendszerekhez.
• Arduino és IoT projektek: Szabályozott töltést biztosít a mikrovezérlő alapú nyomkövetők, érzékelők és adatgyűjtők számára.
• Vészhelyzeti tápegységek: Áramkimaradások esetén is működteti az alapvető eszközöket.
• Audio- és világítóeszközök: Újratölthető hangszórókat, erősítőket, zseblámpákat és lámpákat táplál.
• Viselhető és intelligens eszközök: Alacsony fogyasztású kütyükben, például fitneszszalagokban és intelligens zárakban használják.
• Oktatási készletek: Gyakori a kezdőknek szóló tanulási projektekben az egyszerű USB-töltés és a LED-jelzők miatt.
Következtetés
A TP4056 modul biztonságos és hatékony töltést kínál a lítium akkumulátorokhoz. Az olyan funkciókkal, mint az állítható töltőáram, az állapotjelzők és az opcionális védelem, számos akkumulátoros projekthez kiválóan alkalmas. Az ellenállások, a vezetékek és a hőmérséklet-felügyelet megfelelő használata megbízható teljesítményt és hosszabb akkumulátor-élettartamot biztosít, így a TP4056 megbízható választás a kompakt töltési megoldásokhoz.
Gyakran ismételt kérdések
1. kérdés. A TP4056 több akkumulátort is tölthet?
Nem. Csak egy cellát tölt fel. Használjon BMS-t többcellás csomagokhoz.
2. negyedév. Mekkora a TP4056 készenléti árama?
Nagyon alacsony, általában néhány mikroamper.
3. negyedév. Támogatja a TP4056 a gyorstöltést, például a QC-t vagy a PD-t?
Nem. Csak fix 5 V-os tápellátással működik.
4. negyedév. A TP4056 hőt termel töltés közben?
Igen. Hőként eloszlatja az extra feszültséget, nagy áram mellett jobban észrevehető.
5. kérdés. A TP4056 közvetlenül napelemekről működhet?
Nem megbízhatóan. Használjon szabályozót a stabil 5 V-os bemenethez.
6. kérdés. Milyen méretű akkumulátort tud tölteni a TP4056?
Bármilyen kapacitás, mindaddig, amíg a töltőáram megfelelően van beállítva a PROG ellenállással.