В предыдущей статье цикла мы знакомились с интегральным контроллером заряда литиевого аккумулятора LT4054. Сегодня речь пойдет о микросхеме LT4056, имеющей несколько более широкий функционал.
Общая информация
Микросхема LT4056 представляет собой интегральный контроллер заряда литиевого аккумулятора с номинальным напряжением 3.7 В. Для контроля процесса зарядки служит два вывода – «идет заряд» и «заряд окончен». Предусмотрена внутренняя защита от перегрева кристалла. Ток зарядки устанавливается пользователем и может достигать 1 А.
Важно! Микросхема не контролирует степень разряда батареи, она отвечает только за правильную зарядку. Для предотвращения глубокого разряда аккумулятора необходимо использовать дополнительные узлы.
Существенное отличие этой микросхемы от LT4054 – возможность контроля температуры заряжаемой батареи. При получении соответствующей информации с термодатчика (установлен на аккумуляторе), контроллер принимает то или иное решение – снижает ток заряда или вовсе отключает батарею от источника зарядки.
Назначение выводов
Прибор выпускается в корпусе типа SOP-8 с восемью выводами и достаточно компактен.
- 1 – TEMP. Вход для подключения датчика температуры аккумулятора. Если напряжение на этом выводе ниже 45 или выше 80% от напряжения Vin (батарея переохлаждена или перегрелась), зарядка прекращается. Если вывод заземлить, то функция контроля температуры будет отключена.
- 2 – PROG. Вывод для подключения токозадающего резистора. По напряжению на этом выводе можно судить о величине зарядного тока.
- 3 – GND. Общий.
- 4 – Vcc. Положительное входное напряжение питания VIN. Когда VIN падает ниже 30 мВ от напряжения на выводе BAT, TP4056 переходит в спящий режим с низким энергопотреблением (не более 2 мкА).
- 5 – BAT. Вывод для подключения заряжаемого аккумулятора (положительная клемма).
- 6 – STDBY. Вывод для индикации окончания заряда.
- 7 – CHRG. Вывод для индикации процесса заряда.
- 8 – СЕ. Вход управления. При подаче низкого логического уровня ТТЛ или КМОП зарядка прекращается, при подаче высокого – возобновляется.
Электрические характеристики TP4056
- Входное напряжение, В – 4.5…8.
- Конечное напряжение заряда, В – 4.2.
- Ток заряда, мА – регулируется, максимум 1 000.
- Ток струйного* заряда, мА – 130.
- Пороговое напряжение струйного* заряда, В – 2.9.
- Ток потребления в режиме энергосбережения, мкА – не более 2.
- Защита от переполюсовки – нет.
- Защита от перегрева – есть.
* Струйная зарядка означает зарядку полностью заряженной батареи со скоростью, равной скорости ее саморазряда, что позволяет батарее оставаться на полностью заряженном уровне.
На заметку. При работе на больших токах микросхема ощутимо греется. Для отвода тепла производитель рекомендует размер контактной площадки на плате, к которой припаивается вывод 3, сделать возможно большей. Она будет играть роль теплоотвода.
Алгоритм работы
Зарядку батареи микросхема проводит в три этапа:
- 1 – предварительный заряд малым током (1/10 от установленного).
- 2 – основной заряд стабилизированным током (величина устанавливается пользователем).
- 3 – дозарядка стабилизированным напряжением.
Первый этап активируется в случае, если заряжаемый аккумулятор сильно разряжен (напряжение менее 2.9 В). Этап заканчивается, когда напряжение на батарее станет равным 2.9 В. Если напряжение подключенного аккумулятора выше 2.9 В, этап пропускается.
Второй этап – основная зарядка – продолжается до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет 4.0 В (примерно 90% заряда).
Третий этап дозаряжает батарею стабилизированным напряжением 4.2 В до 100%. При этом зарядный ток постепенно снижается. Этап продолжается до тех пор, пока ток зарядки не упадет до значения 1/10 от номинального.
Данный график подразумевает номинальный ток зарядки в 1 А
При перегреве кристалла или ненормальной температуре батареи (перегрета или переохлаждена) зарядка автоматически прекращается. Зависимость тока заряда от номинала резистора Rprog, который впаивается между выводами 2 и 3, можно посмотреть в таблице, приведенной ниже.
Важно! Во время прохождения всех этапов зарядки на выводе 7 присутствует низкий логический уровень, на выводе 6 – высокий импеданс. По завершению всех трех этапов на выводе 7 устанавливается высокий импеданс, а на 6 низкий уровень.
Схема включения
Несмотря на то, что микросхема создавалась для работы в компактных электронных устройствах совместно с узлами электронного управления, ее можно использовать и как самостоятельное зарядное устройство, подключив по схеме, предложенной производителем:
Теперь вы знаете, что собой представляет микросхема LT4056, и при необходимости можете использовать ее в миниатюрных самодельных конструкциях, работающих на литиевом аккумуляторе.
