TP4056 ialah IC pengecasan padat yang direka untuk bateri litium-ion dan litium-polimer sel tunggal. Ia mengawal pengecasan melalui arus malar dan voltan malar, dengan penamatan automatik pada 4.2 V. Modul selalunya termasuk input USB, penunjuk LED dan litar perlindungan pilihan. Artikel ini memberikan maklumat terperinci tentang spesifikasi, proses pengecasan, pendawaian, keselamatan dan aplikasi.
Rajah 1. Modul TP4056
Gambaran Keseluruhan Modul TP4056
TP4056 ialah IC pengecasan linear yang direka untuk bateri litium-ion dan litium-polimer sel tunggal. Ia mengawal voltan dan arus untuk memastikan pengecasan yang selamat dan berhenti secara automatik sebaik sahaja sel mencapai 4.2 V. Biasanya disepadukan ke dalam modul pengecasan siap pakai, ia memudahkan pengurusan bateri dengan menyediakan input USB (Mikro-USB atau Jenis-C), pad sambungan yang jelas untuk input 5 V dan terminal bateri, dan penunjuk LED untuk status pengecasan. Sesetengah versi modul juga termasuk litar perlindungan terbina dalam untuk melindungi daripada cas berlebihan, nyahcas berlebihan dan litar pintas.
Spesifikasi Elektrik TP4056
| Parameter | Nilai / Julat Biasa |
|---|---|
| Julat Voltan Input | 4.0 V – 8.0 V (maksimum 8 V) |
| Voltan Penamatan Caj | 4.2 V ± 1.5% |
| Arus Caj Maksimum | Sehingga 1 A (ditetapkan oleh perintang) |
| Voltan titisan (Pte-Charge) | Kira-kira 2.9 V |
| Semasa Penamatan | Kira-kira 0.1 × I\_CHG (C/10) |
| Penutupan Haba | \~145 °C (peraturan automatik) |
Komponen Modul TP4056
Setiap bahagian modul mempunyai peranan khusus dalam mengawal voltan, mengurus arus dan melindungi bateri.
Kad Pengenalan TP4056
IC TP4056 ialah teras modul, bertanggungjawab untuk mengawal keseluruhan proses pengecasan. Cip secara automatik mengawal voltan dan arus, berhenti mengecas apabila bateri penuh, dan dimulakan semula apabila voltan jatuh.
Litar Perlindungan (DW01A + 8205A MOSFET)
Kebanyakan modul TP4056 termasuk IC DW01A dan dwi MOSFET 8205A yang membentuk sistem pengurusan bateri terbina dalam (BMS). Bahagian ini melindungi bateri daripada pengecasan berlebihan, pelepasan berlebihan, litar pintas dan arus yang berlebihan. Ia secara automatik memotong beban apabila paras voltan jatuh terlalu rendah dan menyambung semula sebaik sahaja bateri selamat digunakan semula. Ini memastikan keselamatan pengguna dan ketahanan bateri.
Port Input Mikro-USB atau Jenis-C
Port input membekalkan kuasa 5V DC yang diperlukan untuk mengecas. Ia boleh menyambung ke pengecas USB, bank kuasa atau komputer. Kebanyakan modul menggunakan port Mikro-USB, manakala versi yang lebih baharu termasuk penyambung Jenis-C untuk keserasian moden. Port bersambung ke pin IN+ (VCC) dan IN– (GND), memberikan kuasa yang stabil kepada litar pengecasan.
LED Penunjuk
Modul ini mempunyai dua LED yang menunjukkan status pengecasan. LED merah menyala apabila bateri sedang dicas, manakala LED hijau atau biru menyala sebaik sahaja pengecasan selesai atau tiada bateri dikesan. Penunjuk ini, dikawal oleh pin dalaman TP4056, memudahkan untuk memantau proses tanpa alat luaran.
Perintang Pin PROG
Perintang kecil pada pin PROG menentukan arus pengecasan. Sebagai contoh, perintang 1.2 kΩ menetapkan arus kepada kira-kira 1A, manakala 2 kΩ menyediakan sekitar 580 mA. Melaraskan perintang ini membolehkan anda mengawal kelajuan pengecasan berdasarkan saiz bateri dan keperluan keselamatan.
Kapasitor
Dua kapasitor penyahgandingan-satu merentasi input dan satu merentasi terminal bateri-membantu menapis bunyi voltan dan menstabilkan aliran kuasa. Biasanya antara 1 μF dan 10 μF, kapasitor ini memastikan pengecasan lancar dan melindungi litar daripada turun naik kuasa secara tiba-tiba.
PCB dan Jejak Tembaga
Semua komponen dipasang pada papan litar bercetak (PCB) dengan jejak tembaga yang meminimumkan rintangan dan membantu menyebarkan haba. Sesetengah versi termasuk vias haba untuk pelesapan haba yang lebih baik semasa pengecasan arus tinggi, memastikan operasi yang stabil dan jangka panjang.
Proses Pengecasan TP4056
Caj titisan (~2.9 V atau lebih rendah)
Apabila bateri sangat rendah, TP4056 bermula dengan arus kecil. Peringkat ini dipanggil caj titisan. Ia perlahan-lahan menaikkan voltan bateri ke tahap selamat sebelum pengecasan biasa bermula. Ini menghalang kerosakan pada bateri yang habis dalam.
Arus Malar (Mod CC)
Sebaik sahaja bateri dipulihkan, TP4056 menyediakan arus pengecasan yang stabil. Nilai tepat ditetapkan oleh perintang PROG luaran, selalunya 500 mA atau 1 A. Peringkat ini ialah bahagian terpantas pengecasan dan memulihkan sebahagian besar kapasiti bateri.
Voltan Malar (Mod CV)
Apabila bateri hampir penuh, TP4056 bertukar kepada mod voltan malar. Voltan dipegang pada 4.2 V manakala arus pengecasan perlahan-lahan berkurangan. Ini membolehkan bateri selesai mengecas dengan selamat tanpa melebihi had voltan.
Penamatan
Pengecasan berakhir secara automatik apabila arus turun kepada kira-kira sepersepuluh daripada nilai yang diprogramkan. Berhenti pada ketika ini membantu mengurangkan tekanan bateri, mengelakkan terlalu panas dan meningkatkan hayat keseluruhan bateri.
Varian Modul TP4056
TP4056 Tanpa Perlindungan
| Ciri-ciri | Butiran |
|---|---|
| Kawalan Pengecasan | Mengendalikan pengecasan sahaja, tiada ciri keselamatan di luar IC TP4056 itu sendiri. |
| Litar Perlindungan | Tidak termasuk (tiada caj berlebihan, pelepasan berlebihan atau keselamatan litar pintas). |
| Reka bentuk | Lebih kecil, lebih ringkas dan biasanya kos yang lebih rendah. |
| Kes Penggunaan Terbaik | Sesuai apabila bateri sudah mempunyai BMS (Sistem Pengurusan Bateri) sendiri atau apabila perlindungan luaran ditambah. |
TP4056 Dengan Perlindungan
| Ciri-ciri | Butiran |
|---|---|
| Kawalan Pengecasan | Fungsi pengecasan yang sama seperti TP4056 asas. |
| Litar Perlindungan | Termasuk pengawal DW01A dan FS8205A MOSFET. Menyediakan perlindungan caj berlebihan, nyahcas berlebihan dan litar pintas. |
| Reka bentuk | Papan yang lebih besar sedikit, lebih selamat untuk kegunaan umum. |
| Kes Penggunaan Terbaik | Sesuai untuk pemula, projek DIY dan sel kendiri (seperti bateri 18650 tanpa perlindungan terbina dalam). |
Gambar rajah litar dan pendawaian TP4056
Imej ini menunjukkan litar modul pengecasan TP4056 yang disambungkan pada papan roti dengan bateri litium-ion disambungkan. Input USB 5 V menyediakan sumber pengecasan, yang masuk melalui pin IN+ dan IN– modul. Bateri disambungkan ke terminal OUT+ dan OUT–, di mana pengecasan diuruskan oleh IC TP4056. Modul ini juga mempunyai penunjuk LED (STAT1/STAT2) yang memaparkan status pengecasan, merah untuk mengecas dan biru/hijau untuk dicas sepenuhnya.
Termistor NTC disertakan untuk pemantauan suhu, memastikan pengecasan selamat dengan menjeda proses jika bateri terlalu panas. Terminal output bukan sahaja mengecas sel tetapi juga boleh menghidupkan beban luaran, seperti yang ditunjukkan dengan LED yang disambungkan dalam persediaan. Ini menunjukkan keupayaan modul untuk mengecas bateri dan membekalkan kuasa secara serentak.
TP4056 Isu dan Pembetulan Biasa
| Isu | Penerangan & Penyelesaian |
|---|---|
| Penunjuk LED Tidak Berfungsi | Periksa sama ada modul, bateri dan sumber kuasa TP4056 disambungkan dengan betul dengan kekutuban yang betul. Pendawaian yang longgar atau LED/perintang yang rosak sering menyebabkan kegagalan. Gantikan sebarang komponen yang rosak dan sahkan sambungan pateri pepejal. |
| Mengecas Perlahan | Pengecasan perlahan biasanya terhasil daripada arus input rendah atau penurunan voltan. Gunakan sumber kuasa 5 V / 1 A (atau lebih tinggi) yang stabil, kabel USB berkualiti pendek, dan pastikan perintang PROG menetapkan arus yang betul. Elakkan penyambung nipis atau berkarat. |
| Terlalu panas | TP4056 mungkin panas sedikit, tetapi haba berlebihan menandakan aliran udara yang lemah atau arus tinggi. Pastikan papan mempunyai pengudaraan dan kurangkan arus dengan meningkatkan nilai perintang PROG. Terlalu panas berterusan boleh memendekkan hayat komponen. |
| Gangguan Pengecasan | Kuasa yang tidak stabil atau terminal longgar sering berhenti mengecas secara tidak dijangka. Gunakan penyesuai DC yang boleh dipercayai dan bukannya kuasa USB komputer, dan pastikan semua wayar dan terminal dilindungi dengan ketat. |
| Bateri Tidak Memegang Cas | Bateri yang dinyahcas dengan cepat mungkin sudah tua atau berkualiti rendah. Sentiasa gunakan sel litium-ion atau litium-polimer tulen dan elakkan nyahcas dalam di bawah 3 V. Gantikan bateri yang terdegradasi untuk kapasiti yang boleh dipercayai. |
| Modul Tidak Bermula | Jika pengecasan tidak bermula, sahkan voltan input ialah 4.5 V–5.5 V. Port USB yang rosak, pematerian yang lemah atau IC TP4056 yang rosak mungkin bertanggungjawab. Periksa sambungan dan gantikan modul jika perlu. |
| Pengecasan Berlebihan Bateri | Bateri melebihi 4.2 V menunjukkan IC yang rosak atau salah voltage rujukan. Hentikan pengecasan serta-merta dan gantikan modul. Sentiasa semak voltan keluaran dengan multimeter sebelum digunakan semula. |
| Kedua-dua LED HIDUP atau Berkelip | Apabila kedua-dua LED "mengecas" dan "penuh" menyala atau berkelip, masalahnya ialah input yang tidak stabil atau sambungan pateri yang buruk. Pateri semula sambungan lemah dan gunakan sumber kuasa 5 V yang stabil untuk operasi yang konsisten. |
| Modul Tidak Mengesan Bateri | Sel yang dilepaskan dalam di bawah 2.5 V mungkin tidak dikesan. Pra-cas bateri dengan lembut pada 4.2 V / < 100 mA sehingga voltan melebihi 3 V, kemudian sambungkan semula untuk pengecasan biasa. |
| Litar pintas atau asap | Asap atau pemanasan mencadangkan kekutuban terbalik atau kesilapan pendawaian. Semak semula semua sambungan sebelum menghidupkan. Gunakan modul dengan MOSFET DW01A dan 8205A untuk perlindungan terbina dalam terhadap seluar pendek dan arus berlebihan. |
Permohonan TP4056
• Elektronik Mudah Alih: Menggerakkan alat boleh dicas semula seperti kamera, pemain MP3 dan alatan pegang tangan.
• Pek Bateri DIY: Sesuai untuk pemasangan bateri tersuai dalam peranti kecil dan robotik.
• Sistem Pengurusan Bateri: Mengendalikan kawalan pengecasan dalam persediaan bateri berasaskan litium.
• Bank Kuasa: Digunakan dalam pengecas mudah alih untuk mengecas semula telefon dan peranti kecil.
• Pengecas Suria: Berfungsi dengan panel solar untuk sistem kuasa mudah alih boleh diperbaharui.
• Projek Arduino dan IoT: Menyediakan pengecasan terkawal untuk penjejak, penderia dan pencatat data berasaskan mikropengawal.
• Bekalan Kuasa Kecemasan: Memastikan peranti penting berjalan semasa gangguan bekalan elektrik.
• Peranti Audio dan Pencahayaan: Menggerakkan pembesar suara, penguat, lampu suluh dan lampu yang boleh dicas semula.
• Peranti Boleh Pakai dan Pintar: Digunakan dalam alat berkuasa rendah seperti jalur kecergasan dan kunci pintar.
• Kit Pendidikan: Biasa dalam projek pembelajaran untuk pemula kerana pengecasan USB yang ringkas dan penunjuk LED.
Kesimpulannya
Modul TP4056 menawarkan pengecasan yang selamat dan cekap untuk bateri litium. Dengan ciri seperti arus cas boleh laras, penunjuk status dan perlindungan pilihan, ia sangat sesuai untuk banyak projek berkuasa bateri. Penggunaan perintang, pendawaian dan pemantauan suhu yang betul memastikan prestasi yang boleh dipercayai dan hayat bateri yang lebih lama, menjadikan TP4056 pilihan yang dipercayai untuk penyelesaian pengecasan padat.
Soalan Lazim
S1. Bolehkah TP4056 mengecas berbilang bateri?
Tidak. Ia hanya mengecas satu sel. Gunakan BMS untuk pek berbilang sel.
S2. Apakah arus siap sedia TP4056?
Sangat rendah, biasanya beberapa mikroamp.
Soalan 3. Adakah TP4056 menyokong pengecasan pantas seperti QC atau PD?
Tidak. Ia hanya berfungsi dengan bekalan 5 V tetap.
Soalan 4. Adakah TP4056 menjana haba semasa mengecas?
Ya. Ia menghilangkan voltan tambahan sebagai haba, lebih ketara pada arus tinggi.
Soalan 5. Bolehkah TP4056 berjalan terus daripada panel solar?
Tidak boleh dipercayai. Gunakan pengawal selia untuk input 5 V yang stabil.
Soalan 6. Apakah saiz bateri yang boleh dicas oleh TP4056?
Sebarang kapasiti, selagi arus cas ditetapkan dengan betul dengan perintang PROG.