TP4056 je kompaktni punjač IC dizajniran za jednoćelijske litijum-jonske i litijum-polimerne baterije. Kontroliše punjenje putem konstantne struje i konstantnog napona, sa automatskim prekidom na 4,2 V. Moduli često uključuju USB ulaz, LED indikatore i opciona zaštitna kola. Ovaj članak pruža detaljne informacije o specifikacijama, procesu punjenja, ožičenju, bezbednosti i aplikacijama.
Slika 1. TP4056 modul
TP4056 Pregled modula
TP4056 je linearni punjač IC dizajniran za jednoćelijske litijum-jonske i litijum-polimerne baterije. Reguliše napon i struju kako bi se osiguralo sigurno punjenje i automatski se zaustavlja kada ćelija dostigne 4,2 V. Obično integrisan u gotove module za punjenje, pojednostavljuje upravljanje baterijom obezbeđujući USB ulaz (Micro-USB ili Tipe-C), jasne priključne jastučiće za 5 V ulaz i terminale baterije i LED indikatore za status punjenja. Neke verzije modula takođe uključuju ugrađene zaštitne krugove za zaštitu od preopterećenja, prekomernog pražnjenja i kratkog spoja.
TP4056 Električne specifikacije
| Parametar | Tipična vrednost / opseg |
|---|---|
| Opseg ulaznog napona | 4.0 V – 8.0 V (maksimalno 8 V) |
| Napon prekida punjenja | 4.2 v ± 1.5% |
| Maksimalna struja punjenja | Do 1 A (postavljeno otpornikom) |
| Kapanje (Pte-punjenja) Napon | Oko 2.9 V |
| Raskid Struja | About 0.1 × I\_CHG (C/10) |
| Termičko gašenje | \~145 °C (automatska regulacija) |
Komponente TP4056 modula
Svaki deo modula ima određenu ulogu u kontroli napona, upravljanju strujom i zaštiti baterije.
TP4056 IC
TP4056 IC je jezgro modula, odgovorno za kontrolu čitavog procesa punjenja. Čip automatski reguliše napon i struju, zaustavlja punjenje kada je baterija puna, i ponovo pokreće kada napon padne.
Zaštita kola (DV01A + 8205A MOSFETs)
Većina TP4056 modula uključuje DV01A IC i dvostruke 8205A MOSFET-ove koji formiraju ugrađeni sistem za upravljanje baterijama (BMS). Ovaj odeljak štiti bateriju od prekomernog punjenja, prekomernog pražnjenja, kratkog spoja i prekomerne struje. Automatski prekida opterećenje kada nivo napona padne prenisko i ponovo se povezuje kada je baterija bezbedna za ponovnu upotrebu. Ovo obezbeđuje i bezbednost korisnika i trajnost baterije.
Micro-USB ili Tipe-C ulazni port
Ulazni port snabdeva 5V DC napajanje potrebno za punjenje. Može se povezati sa USB punjačem, bankom napajanja ili računarom. Većina modula koristi Micro-USB port, dok novije verzije uključuju Tipe-C konektor za modernu kompatibilnost. Priključak se povezuje sa IN+ (VCC) i IN– (GND) pinovima, obezbeđujući stabilno napajanje kola za punjenje.
LED diode indikatora
Modul ima dve LED diode koje pokazuju status punjenja. Crvena LED dioda se pali kada se baterija puni, dok zelena ili plava LED lampa svetli kada se punjenje završi ili se ne otkrije baterija. Ovi indikatori, kontrolisani unutrašnjim pinovima TP4056, olakšavaju praćenje procesa bez spoljnih alata.
PROG pin otpornik
Mali otpornik na PROG pinu određuje struju punjenja. Na primer, otpornik od 1,2 kΩ postavlja struju na oko 1A, dok 2 kΩ obezbeđuje oko 580 mA. Podešavanje ovog otpornika vam omogućava da kontrolišete brzinu punjenja na osnovu veličine baterije i bezbednosnih zahteva.
Kondenzatori
Dva razdvajanja kondenzatora - jedan preko ulaza i jedan preko terminala baterije - pomažu u filtriranju buke napona i stabilizaciji protoka energije. Tipično između 1 μF i 10 μF, ovi kondenzatori obezbeđuju glatko punjenje i štite kolo od naglih fluktuacija snage.
PCB i bakra Tragovi
Sve komponente su montirane na štampanoj ploči (PCB) sa bakarnim tragovima koji minimiziraju otpor i pomažu širenje toplote. Neke verzije uključuju termičke prolaze za bolje rasipanje toplote tokom punjenja visoke struje, obezbeđujući stabilan i dugotrajan rad.
TP4056 Proces punjenja
Trickle Charge (~ 2.9 V ili niže)
Kada je baterija veoma niska, TP4056 počinje sa malom strujom. Ova faza se zove kapanje punjenja. Polako podiže napon baterije na siguran nivo pre nego što počne normalno punjenje. Ovo sprečava oštećenje baterija koje su duboko ispražnjene.
Konstantna struja (CC režim)
Kada se baterija oporavi, TP4056 obezbeđuje stalnu struju punjenja. Tačnu vrednost postavlja spoljni PROG otpornik, često 500 mA ili 1 A. Ova faza je najbrži deo punjenja i vraća većinu kapaciteta baterije.
Konstantan napon (CV režim)
Kako se baterija približava punom, TP4056 se prebacuje u režim konstantnog napona. Napon se održava na 4,2 V, dok se struja punjenja polako smanjuje. Ovo omogućava bateriji da završi punjenje bezbedno bez prelaska granice napona.
Raskid
Punjenje se automatski završava kada struja padne na oko jednu desetinu programirane vrednosti. Zaustavljanje u ovom trenutku pomaže u smanjenju stresa baterije, izbegava pregrevanje i poboljšava ukupni vek trajanja baterije.
TP4056 Varijante modula
TP4056 bez zaštite
| Odlika | Detalji |
|---|---|
| Kontrola punjenja | Ručke samo punjenje, nema sigurnosnih funkcija izvan samog TP4056 IC. |
| Zaštitna kola | Nije uključeno (bez preopterećenja, prekomernog pražnjenja ili sigurnosti kratkog spoja). |
| Dizajn | Manji, jednostavniji i obično niži troškovi. |
| Najbolji slučaj korišćenja | Pogodno kada baterija već ima svoj BMS (sistem za upravljanje baterijom) ili kada se doda spoljna zaštita. |
TP4056 sa zaštitom
| Odlika | Detalji |
|---|---|
| Kontrola punjenja | Ista funkcija punjenja kao i osnovni TP4056. |
| Zaštitna kola | Uključuje DV01A kontroler i FS8205A MOSFET-ove. Obezbeđuje zaštitu od preopterećenja, prekomernog pražnjenja i kratkog spoja. |
| Dizajn | Nešto veća ploča, sigurnija za opštu upotrebu. |
| Najbolji slučaj korišćenja | Idealno za početnike, DII projekte i samostalne ćelije (kao što su KSNUMKS baterije bez ugrađene zaštite). |
TP4056 Dijagrami i ožičenje
Ova slika prikazuje TP4056 modul za punjenje kolo ožičen na ploču sa litijum-jonskom baterijom priključen. USB 5 V ulaz obezbeđuje izvor punjenja, koji ulazi kroz IN+ i IN– pinove modula. Baterija je povezana sa OUT + i OUT– terminalima, gde punjenje upravlja TP4056 IC. Modul takođe poseduje LED indikatore (STAT1 / STAT2) koji prikazuju status punjenja, crveno za punjenje i plavo / zeleno za potpuno napunjeno.
NTC termistor je uključen za praćenje temperature, obezbeđujući bezbedno punjenje pauziranjem procesa ako se baterija pregreje. Izlazni terminali ne samo da pune ćeliju, već mogu i napajati eksterno opterećenje, kao što je prikazano sa LED diodom povezanom u podešavanju. Ovo pokazuje sposobnost modula da istovremeno puni bateriju i napaja napajanje.
TP4056 Uobičajena pitanja i ispravke
| Pitanje | Opis i rešenje |
|---|---|
| LED indikator ne radi | Proverite da li su TP4056 modul, baterija i izvor napajanja pravilno povezani sa ispravnim polaritetom. Loose ožičenje ili oštećeni LED / otpornik često izaziva neuspeh. Zamenite sve neispravne komponente i potvrdite čvrste lemne spojeve. |
| Polako punjenje | Sporo punjenje obično rezultat niske ulazne struje ili pada napona. Koristite stabilan 5 V / 1 A (ili više) izvor napajanja, kratak kvalitet USB kabla, i uverite se da PROG otpornik postavlja ispravnu struju. Izbegavajte tanke ili korodirane konektore. |
| Pregrevanje | TP4056 može malo zagrejati, ali višak toplote signalizira slab protok vazduha ili veliku struju. Držite ploču ventilisanom i smanjite struju povećanjem vrednosti PROG otpornika. Kontinuirano pregrevanje može skratiti život komponenti. |
| Prekidi punjenja | Nestabilna snaga ili labavi terminali često prestaju punjenje neočekivano. Koristite pouzdan DC adapter umesto USB napajanja računara i osigurajte da su sve žice i terminali čvrsto osigurani. |
| Baterija ne drži punjenje | Baterije koje se brzo prazne mogu biti stare ili lošeg kvaliteta. Uvek koristite originalne litijum-jonske ili litijum-polimerne ćelije i izbegavajte duboka pražnjenja ispod 3 V. Zamenite degradirane baterije za pouzdan kapacitet. |
| Modul se ne pokreće | Ako punjenje ne počne, potvrdite da je ulazni napon 4.5 V–5.5 V. Oštećeni USB portovi, loše lemljenje ili neispravan TP4056 IC mogu biti odgovorni. Pregledajte veze i zamenite modul ako je potrebno. |
| Prekomerno punjenje baterije | Baterija koja prelazi 4.2 V ukazuje na neispravan IC ili pogrešnu referencu napona. Odmah zaustavite punjenje i zamenite modul. Uvek proverite izlazni napon sa multimetrom pre ponovne upotrebe. |
| Obe LED diode uključene ili trepere | Kada su i "punjenje" i "puna" LED svetlost ili treperenje, problem je nestabilan ulaz ili loše lemljenje spojeva. Ponovo lemite slabe veze i koristite stabilan izvor napajanja od 5 V za konzistentan rad. |
| Modul ne otkriva bateriju | Duboko ispražnjene ćelije ispod 2,5 V možda neće biti otkrivene. Pažljivo napunite bateriju na 4,2 V / < 100 mA dok napon ne pređe 3 V, a zatim je ponovo priključite za normalno punjenje. |
| Kratki spoj ili dim | Dim ili grejanje ukazuje na obrnuti polaritet ili greške u ožičenju. Dvaput proverite sve veze pre uključivanja. Koristite module sa DV01A i 8205A MOSFET-ovima za ugrađenu zaštitu od kratkih spojeva i prekomerne struje. |
TP4056 Aplikacije
• Prenosna elektronika: Napaja punjive uređaje kao što su kamere, MP3 plejeri i ručni alati.
• DII baterije: Idealno za prilagođene sklopove baterija u malim uređajima i robotici.
• Sistemi za upravljanje baterijama: Upravlja kontrolom punjenja u podešavanjima baterija na bazi litijuma.
• Pover Banks: Koristi se u prenosnim punjačima za punjenje telefona i malih uređaja.
• Solarni punjači: Radi sa solarnim panelima za obnovljive, prenosive energetske sisteme.
• Arduino i IoT projekti: Obezbeđuje regulisano punjenje za tragače, senzore i zapisivače podataka zasnovanih na mikrokontrolerima.
• Hitna napajanja: Održava osnovne uređaje koji rade tokom nestanka struje.
• Audio i osvetljeni uređaji: Napaja punjive zvučnike, pojačala, baterijske lampe i lampe.
• Nosivi i pametni uređaji: Koristi se u uređajima male snage kao što su fitnes bendovi i pametne brave.
• Edukativni kompleti: Uobičajeni u projektima učenja za početnike zbog jednostavnog USB punjenja i LED indikatora.
Zaključak
Modul TP4056 nudi sigurno i efikasno punjenje litijumskih baterija. Sa karakteristikama kao što su podesiva struja punjenja, indikatori statusa i opciona zaštita, pogodan je za mnoge projekte na baterije. Pravilna upotreba otpornika, ožičenja i praćenja temperature obezbeđuje pouzdane performanse i duži vek trajanja baterije, čineći TP4056 pouzdanim izborom za kompaktna rešenja za punjenje.
Često postavljana pitanja
K1. Može li TP4056 napuniti više baterija?
Ne. On naplaćuje samo jednu ćeliju. Koristite BMS za višećelijske pakete.
K2. Koja je struja pripravnosti TP4056?
Veoma niska, obično nekoliko mikroampera.
K3. Da li TP4056 podržava brzo punjenje kao KC ili PD?
Ne. Radi samo sa fiksnim napajanjem od 5 V.
K4. Da li TP4056 generiše toplotu tokom punjenja?
Da. To rasipa dodatni napon kao toplote, primetnije pri visokoj struji.
K5. Može li TP4056 pokrenuti direktno iz solarnih panela?
Ne pouzdano. Koristite regulator za stabilan 5 V ulaz.
K6. Koja veličina baterije može da napuni TP4056?
Bilo koji kapacitet, sve dok je struja punjenja pravilno podešena sa PROG otpornikom.