Обучение

Модуль заряда на микросхеме TP4056

Для заряда литиевых батарей применяются специальные зарядные устройства, в основу которых входят специализированные микросхемы — контроллеры заряда. О таком устройстве - модуле заряда литиевых батарей, в основе которого лежит микросхема-контроллер TP4056 и пойдет речь в данной статье.
Модуль заряда на микросхеме TP4056
Сам модуль можно купить в Китае. Ссылка на модуль будет в описании к видео. По этой ссылке продавец предлагает купить набор из 5 модулей TP4056. Мне эти модуль пришли в количестве 5 штук одной платой. На самой плате уже сделаны надрезы для разделения на отдельные платы.
Модуль заряда на микросхеме TP4056 в количестве 5 штук
Модуль заряда основан на микросхеме TP4056 - это линейная микросхема-контроллер заряда литиевой батареи. К микросхеме так же подключены светодиоды индикации процесса заряда и его окончания. Ток заряда устанавливается резистором R3.В схеме так же имеется микросхема DW01 для защиты литиевой батареи от переразряда и перезаряда.
Схема модуля заряда на микросхеме TP4056.
Технические характеристик модуля заряда на основе микросхемы TP4056.
Параметр Значение
Используемый контроллер TP4056 -контроллер заряда и DW01 для зашиты аккумулятора от переразряда и перезаряда;
Режим зарядки линейный
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   -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 x 17 x 4 mm
Как видно из технических характеристик, модуль может заряжать литиевые батареи с номинальным напряжением 3,7 вольта током до 1 ампера. Для питания модуля используется напряжение 5 вольт.
Следует заметить, что поскольку микросхема TP4056 это линейный контроллер заряда, то с увеличением тока увеличивается рассеиваемая мощность микросхемой.
Питание к плате +5 вольт подключается через разъем USB.
Модуль заряда на микросхеме TP4056, подключение питания через разъем microUSB.
Так же питание можно подключить к этим контактным площадкам.
Модуль заряда на микросхеме TP4056, подключение питания к контактным площадкам.
Для подключения нагрузки на плате модуля есть контактные площадки: OUT+ и OUT-.
Модуль заряда на микросхеме TP4056, подключение внешней нагрузки.
Литиевая батарея подключается к контактным площадкам B+ и B-.
Модуль заряда на микросхеме TP4056, подключение литиевой батареи.
Литиевые батареи можно подключать к зарядному модулю параллельно.
Литиевые батареи можно подключать к зарядному модулю параллельно.
Подключать последовательно соединенные литиевые батареи к этому зарядному модулю не допускается.
Подключать последовательно соединенные литиевые батареи к этому зарядному модулю не допускается.
Для индикации работы зарядного модуля на плате имеется два светодиода. Светодиод LED1 - красного свечения, сигнализирует о том, что идет процесс зарядки. Светодиод LED2 - зеленого или синего свечения, сигнализирует о том, что заряда окончена.
Для установки максимального зарядного тока на плате имеется резистор R3. Сопротивление резистора, установленного на заводе, составляет 1,2 Ком, что соответствует максимальному току зарядки в 1 ампер.
Для расчета максимального тока заряда применяется вот такая не сложная формула. Данная формула взята из документации на микросхему TP4056.
Следует заметить, что в данной формуле величина напряжения в вольтах, сопротивление в омах, ток в амперах.
Формула для определения сопротивления задания тока зарядки  TP4056.
В документации на микросхему TP4056 есть таблица, соответствия сопротивления резистора R3 и заданного тока. Этой таблицей так же можно пользоваться для установки максимального тока зарядки батареи.
Резистор, КОм Ток заряда, мА
10 130
5 250
4 300
3 400
2 580
1,66 690
1,5 780
1,33 900
1,2 1000
И еще одно важное предупреждение по модулю заряда на микросхеме TP4056: нужно обязательно соблюдать полярность подключения модуля заряда - как к источнику питания, так и к батареи. При неправильном подключении микросхема-контроллер заряда выходит из строя.

Теперь надо рассмотреть алгоритм работы микросхемы TP4056 по заряду литиевой батареи. На экране вы видите график, который взят из документации на микросхему TP4056.
График заряда микросхемой TP4056.
По оси X указано время в часах, по оси Y слева - ток зарядки в мА, по оси Y справа напряжение заряда в вольтах. Следует заметить, что сопротивление резистора, задающего ток, составляет 1,1 КОм, что соответствует примерно току в 1000 мА. Напряжение питания составляет 5 вольт. Оранжевым цветом выделен график значения тока при зарядке батареи. Зеленым цветом выделен график значения напряжения при зарядке батареи.

При зарядки разряженной батареи микросхема устанавливает ток заряда в 100 мА, до достижения на батареи напряжения уровня 2,9 вольта. Затем, по достижению уровня напряжения на батареи 2,9 вольта, микросхема устанавливает максимальный ток заряда, заданный резистором. Контроллер заряда при этом находится в режиме стабилизации тока заряда. Ток заряда составляет 1000 мА. По достижению уровня напряжения на батареи 4,1 вольта, контроллер начинает снижать ток заряда до уровня 100 мА. При токе 100 мА контроллер перестает заряжать батарею, зарядный ток падает до 0. При этом контроллер переходит в режим стабилизации напряжения, на батареи он поддерживает напряжение на уровне 4,2 вольта.
Вот и все основные теоретические моменты про данный модуль заряда на микросхеме TP4056.
Практическое применение модуля заряда на микросхеме TP4056 - "Установка литиевой батареи и модуля заряда TP4056 в микрофон МКЭ-100".

Еще пример практического применения модуля заряда на микросхеме TP4056 - "Ремонт и переделка светодиодного фонаря со свинцовой на Li-Pol батарею."
Используемые материалы и электронные компоненты:

Купить модуль заряда TP4056 можно на AliExpress: Модуль заряда TP4056.


Литиевые аккумуляторные батареи, зарядные устройства к ним можно посмотреть на витрине товаров AliExpress, в разделе «Аккумуляторы и зарядные устройства».
Видео. Модуль заряда литиевых батарей TP4056.
Посмотреть видео «Модуль заряда литиевых батарей TP4056» так же можно на видеохостинге RuTube (видео откроется в новом окне браузера).
Обучение

"Электроника и радиотехника. Сайт инженера Павлова."
Дизайн и верстка сайта: Павлов Павел. 2021-2022
Внимание! Копирование материала запрещено. Соблюдайте
авторские права и уважайе труд других людей!