Контроллер заряда аккумулятора TP4056
На фото — самая простая плата контроллера заряда Li-Ion аккумулятора TP4056 на одноименной микросхеме. Это плата с отсечкой после полного заряда аккумулятора, и она обеспечивает все необходимые алгоритмы заряда литий-ионного аккумулятора.
Она только это и умеет, плюс ограничение зарядного тока не более 1 ампера (на самом деле ток задается программирующим резистором, но в китайских платах как правило выбран ток 1 ампер, реже 0.5 ампера). Два светодиода показывают режим работы — красный значит идет заряд, синий — заряд окончен.
TP4056 автоматически завершает цикл зарядки при достижении напряжения на аккумуляторе 4.2В и снижении тока заряда до 1/10 от запрограммированной величины.
В принципе, чип 4056 — это контроллер зарядки Li-ion аккумуляторов со встроенным термодатчиком от NanJing Top Power ASIC Corp, это завершенное изделие с линейным зарядом по принципу постоянное напряжение/постоянный ток для
одноэлементных литий-ионных аккумуляторов, с минимальным количеством внешних элементов.
На плате TP4056 цепь внешнего температурного датчика отключена, используется только внутренний датчик перегрева, находящийся в самой микросхеме.
Разумеется, у китайцев есть и платы, где цепь внешнего термодатчика в наличии. Но в большинстве случаев этого не требуется.
Источник зарядного напряжения может иметь напряжение от 4.8 до 8 вольт, в идеале — около 5 вольт, потому что чем больше напряжение — тем сильнее будет греться микросхема 4056.
Строго говоря, процесс зарядки у TP4056 состоит из нескольких этапов:
1. Контроль напряжения подключенного аккумулятора (постоянно);
2. Зарядка током 1/10 от запрограммированного резистором Rprog (100мА при Rprog = 1.2к) до уровня 2.9 В (если требуется);
3. Зарядка максимальным током (1000мА при Rprog = 1.2к);
4. При достижении на батарее 4.2 В идет стабилизация напряжения на уровне 4.2В. Ток падает по мере зарядки;
5. При достижении тока 1/10 от запрограммированного резистором Rprog (100мА при Rprog = 1.2к) зарядное устройство отключается. Переход к п. 1
После падения напряжения до 4.0В, зарядка включается снова.
При отключении и подключении аккумулятора, зарядка включится только если напряжение аккумулятора ниже 4.0 вольт.
Максимальное сопротивление Rprog, допустимое по даташиту — 10 килоом, но на самом деле микросхема работает и при резисторе до 30 килоом. Важно помнить только то, что зарядный ток менее 30-40 миллиампер сделать не получится — при падении тока ниже, микросхема прекращает зарядку и переходит в режим ожидания.
Делать зарядный ток выше 1 ампера (Rprog менее 1.2к) не рекомендуется из-за перегрева микросхемы.
Контроллер имеет одну особенность, не описанную в даташите. Он не содержит схемы защиты от переполюсовки батареи. В этом случае контроллер гарантированно выходит из строя из-за превышения максимального тока и теплового пробоя. Поэтому для сменных батарей, если не обеспечена конструктивная защита от переполюсовки — его лучше не использовать.
Существует и более продвинутая плата — вот такая:
В ней добавлен контроллер защиты DW01A и силовые ключи, отключающие аккумулятор от нагрузки при превышении значения потребляемого от аккумулятора тока 2 или 3 ампера (в зависимости от версии платы). Заодно эти ключи обеспечивают элементарную защиту от переполюсовки аккумулятора.
ВНИМАНИЕ: плата с защитой не подходит для использования в электроинструменте — защита будет срабатывать от пусковых токов электромотора. Поэтому для всяких шуруповертов надо использовать именно самую простую плату TP4056.
Плата может заряжать любое количество Li-Ion аккумуляторов, соединенных ПАРАЛЛЕЛЬНО. Просто поскольку ток заряда не более 1 ампера — при большой емкости такой параллельной сборки зарядка будет идти медленно.
