Модуль основан на чипе TP4056 — контроллере зарядки Li-Ion и Li-Po аккумуляторов на 3.7В со встроенным термодатчиком. Это завершенное изделие с линейным зарядом по принципу постоянное напряжение/постоянный ток для одноэлементных литий-ионных аккумуляторов.
Контроллер выполнен в корпусе SOP-8, имеет на нижней поверхности металлический теплосъемник, не соединенный с контактами, позволяет заряжать аккумулятор током до 1000 мА (зависит от токозадающего резистора). Требует минимум навесных компонентов. По сути, TP4056 — более навороченная модификация чипа TP4054.
TP4056 автоматически завершает цикл зарядки при достижении напряжения на нем 4.2В и снижении тока заряда до 1/10 от запрограммированной величины. Модуль имеет индикацию процесса заряда. В момент заряда светится красный светодиод, а когда батарея будет полностью заряжена, засветится зеленый светодиод, красный при этом погаснет.
Кроме контроллера зарядки TP4056 на плате добавлены два чипа DW01 (схема защиты) и ML8205A (сдвоенный ключ MOSFET), которые служат для защиты аккумулятора от переразряда, перезаряда, перегрузки и короткого замыкания.
Модуль TP4056 идеально подходит для портативных устройств. Если в Arduino-проекте требуется полноценная зарядка Li-ion аккумуляторных батарей с возможностью подсоединения нагрузки и с защитой от сгорания, то эта плата заряда полностью справится с этой задачей.
Технические характеристики TP4056
- Используемый контроллер: TP4056 и DW01 для защиты аккумулятора от переразряда и перезаряда;
- Режим зарядки: линейный 1%;
- Ток зарядки: до 1А (настраивается);
- Точность зарядки: 1.5%;
- Входное напряжение: 4.5 — 5.5В;
- Напряжение полного заряда: 4.2В;
- Индикаторы: красный — зарядка, зеленый (в некоторых версиях синий) — заряд окончен;
- Входной разъем: mini USB, MicroUSB или контакты для подпайки проводов;
- Диапазон температур: от -10 до +85 град. С;
- Защита от переполюсовки: нет;
- Защита от перезаряда: 4.30±0.050 В;
- Защита от переразряда: 2.40±0.100 В;
- Вес: 5 г;
- Размеры платы: 25 × 17 × 4 mm.
Описание выводов модуля
| Вывод | Описание |
|---|---|
| IN+ | Vcc / Питание |
| IN- | GND / Общий |
| OUT+ | Нагрузка «+» |
| OUT- | Нагрузка «-« |
| BAT+ | К «+» аккумулятора |
| BAT- | К «-» аккумулятора |
Принципиальная схема модуля на TP4056
Схема (без защиты) практически идентична схеме из даташита, за исключением подключения термодатчика аккумулятора. Если понадобится, можно вывести вход датчика температуры отдельным проводком, напаявшись на лапку и отрезав ее от GND, либо подняв лапку над платой и напаявшись.
Схема защиты на базе DW01A (из спецификации) выглядит следующим образом:
Ниже приведено типовое включение TP4056, защиты на базе DW01A и мосфетов S-8205A.
Схема подключения TP4056
Подключение к зарядке через стандартный разъём microUSB (или miniUSB) или через дублирующие контакты «+» и «—«. Аккумулятор (без встроенной защиты разряда) подключается к контактам «B+» и «B-«. Нагрузка подключается к контактам «OUT+» и «OUT-» (при зарядке батареи нагрузку желательно отключать, если она не рассчитана на напряжение 4.2 В).
Если перепутать полярность питания, то микросхема очень сильно греется и умирает, если перепутать полярность аккумулятора, то опять TP4056 греется и через некоторое время умирает. Подавать на вход больше 8 вольт тоже не стоит. Оптимальное напряжение питания 5 В, хотя можно подавать примерно от 4.5 до 8 В. Чем больше напряжения питания, тем больше будет греться TP4056, поскольку напряжение преобразовывается линейно.
Процесс зарядки
Процесс зарядки состоит из нескольких этапов:
- Контроль напряжения подключенного аккумулятора (постоянно);
- Зарядка током 1/10 от запрограммированного резистором Rprog (100 мА при Rprog = 1.2к) до уровня 2.9 В (если требуется);
- Зарядка максимальным током (1000 мА при Rprog = 1.2к);
- При достижении на батарее 4.2 В идет стабилизация напряжения на уровне 4.2 В. Ток падает по мере зарядки;
- При достижении тока 1/10 от запрограммированного резистором Rprog (100 мА при Rprog = 1.2к) зарядное устройство отключается. Переход к п. 1.
Красный светодиод сигнализирует о зарядке, зеленый (в некоторых версиях плат синий) сообщает, что зарядка закончена.
Настройка тока зарядки
Контроллер имеет хороший профиль CC/CV и может быть адаптирован ко многим различным конфигурациям зарядки и типам Li-ion аккумуляторов. Номинальный зарядный ток может быть изменен подбором резистора Rprog (по умолчанию: 1А).
| Резистор (кОм) | Ток заряда (мА) |
|---|---|
| 30 | 50 |
| 20 | 70 |
| 10 | 130 |
| 5 | 250 |
| 4 | 300 |
| 3 | 400 |
| 2 | 580 |
| 1.66 | 690 |
| 1.5 | 780 |
| 1.33 | 900 |
| 1.2 | 1000 |
Материалы
Документация tp4056new.pdf
datasheet_TP4056.pdf
DW01-P_DataSheet_V10.pdf
datasheet DW01A.PDF
datasheet ML8205A-MEILAI.pdf
Зарядка и защита литиевых аккумуляторов 2-я часть про TP4056
[aliexpress_group_78]