8-900-374-94-44
Несколько слов о популярном модуле для зарядки литиевых аккумуляторов на базе контроллера TP4056.
Некоторое время назад китайские собратья начали выпускать модули для зарядки li-on элементов на основе микросхемы TP4056. Сначала это были просто модули заряда, причем первые варианты выпускались с разъемом MiniUSB. Потом стали устанавливать MicroUSB. Последние варианты этого модуля идут со встроенной защитой аккумулятора на базе DW01 (защита от КЗ, от переразряда).
Так вот.
Это небольшие модули для встраивания в различную аппаратуру, в основном для самоделок (DIY) и ремонта. Крайне удобно для замены практически любых соляных и щелочных элементов питания: батареек типа АА, ААА, D, «Кроны» и так далее, главное требования, чтобы аккумулятор «вытягивал» требуемые параметры. Как правило, литиевые элементы на порядок мощнее, чем те же соляные АА батарейки.
Внешний вид модуля зарядки на TP4056
К подобным «апгрейдам» обычно приходят либо от безысходности (нет элементов в продаже, устаревшая конструкция аппаратуры, а использовать надо), либо при повышенном расходе батареек. Например, в детских игрушках используются либо Ni-Cd элементы питания (4-5 элементов по 1.2В), либо АА батарейки, 5-6 штук. Как было бы удобно, если бы все эти игрушки, мультиметры и прочая аппаратура при работе питалась бы не от батареек, а заряжалась бы от распространенного USB.
Ниже на картинке представлены: первый вариант платы (c MiniUSB), с обозначением основных функциональных узлов, второй вариант платы (c MicroUSB и защитой). Обратите внимание на Rprog/R3. С помощью этого резистора можно задавать ток зарядки аккумуляторов. Справа показана таблица выбора значения этого резистора.
Я пробовал «дорабатывать» схему, модифицируя модуль для параллельного подключения модулей, добавляя в цепь диоды для развязки питающих цепей, комбинировал дорожки и т.п. Попытка подобных доработок привела к тому, что вроде как можно подключить 2-3 модуля вместе, для зарядки 2S (или 3S) аккумулятора, но при срабатывании защиты на одном из них, ток, протекающий через другие элементы увеличивается и может привести к выходу из строя остальных модулей.
Так что, я делаю вывод, что подобные модули не подходят для комбинирования и параллельного подключения типа 2S-3S. Есть другой выход. Этот модуль может неплохо работать с 1S2P (1S3P…) батареями элементов, например, 18650. А для получения на выходе нужного напряжения лучше использовать Step-Up DC-DC модуль нужной мощности.
Просто подключаем к выходу модуля на TP4056 Step-Up DC-DC (они бывают на фиксированный выход, и с регулируемым выходом). Подобный модуль на фото имеет выход до 2А и регулируемое напряжение.
На фото модуль со Step-Up и аккумулятором 08570 от электронной сигареты.
Подобную сборку планирую установить в мультиметр, для замены батарейки «Крона» 9В. Минус — придется «запилить» наружу коннектор MicroUSB для зарядки устройства.
Для замены 5 элементов Ni-Cd на преобразователе можно установить 6.0В. Подобные сборки используются в старых р/у игрушках и не только.
А вот для замены трех АА или ААА батареек устанавливаем 4.5В. Это самые распространенные кейсы применения подобного модуля.
Модуль контроллера заряда TP4056 + защита для аккумуляторов BW01 (5 шт. в лоте) брал с купоном DIY3M, цена что-то там около $2. Пока все платы разошлись по устройствам, а вот для 2S…3S вариантов лучше поискать специализированные модули BMS с балансировкой и защитой.
habr.com
Размер платы 27х17х4мм
Подключение к зарядке через стандартный разъём microUSB или через дублирующие контакты + и —
Аккумулятор подключается к контактам B+ и B-
Нагрузка подключается к контактам OUT+ и OUT-
Все чипы хорошо известны и проверены
Реальная схема устройства
Отсутствует ограничивающий резистор на входе TP4056 — видимо кабель подключения выполняет эту функцию.
Реальный ток заряда 0,93А.
Зарядка отключается при напряжении на аккумуляторе 4,19В
Потребляемый ток от аккумулятора всего 3мкА, что значительно меньше саморазряда любого аккумулятора.
Описание некоторых элементов
TP4056 — чип контроллера заряда лития на 1А
www.dfrobot.com/image/data/DFR0208/TP4056.pdf
Подробно описывал тут
mysku.ru/blog/aliexpress/27752.html
DW01A — чип защиты лития
www.ic-fortune.com/upload/Download/DW01A-DS-11_EN.pdf
FS8205A — электронный ключ 25мОм 4А
www.ic-fortune.com/upload/Download/FS8205A-DS-12_EN.pdf
R3 (1,2кОм) — установка тока зарядки аккумулятора
Переполюсовку аккумулятора плата выдерживает лишь кратковременно — быстро перегревается ключ FS8205A. Сами по себе FS8205A и DW01A переполюсовки аккумулятора не боятся из-за наличия токоограничивающих резисторов, но из-за подключения TP4056 ток переполюсовки начинает течь через него.
При напряжении аккумулятора 4,0V, измеренное полное сопротивление ключа 0,052 Ом
При напряжении аккумулятора 3,0V, измеренное полное сопротивление ключа 0,055 Ом
Защита от токовой перегрузки — двухступенчатая и срабатывает, если:
— ток нагрузки превышает 27А в течение 3мкс
— ток нагрузки превышает 3А в течение 10мс
Информация рассчитана по формулам из спецификации, реально это не проверить.
Длительный максимальный ток отдачи получился около 2,5А, при этом ключ заметно нагревается, т.к. на нём теряется 0,32Вт.
Защита от переразряда аккумулятора срабатывает при напряжении 2,39В — маловато будет, не всякий аккумулятор можно безопасно разряжать до такого низкого напряжения.
Попробовал приспособить эту платку в старую маленькую простейшую детскую радиоуправляемую машинку вместе со старыми аккумуляторами 18500 из ноутбука в сборке 1S2P
mysku.ru/blog/aliexpress/29476.html
Машинка питалась от 3-х батареек АА, т.к. аккумуляторы 18500 значительно толще их, крышку батарейного отсека пришлось снять, перегородки выкусить, а аккумуляторы приклеить. По толщине они получились заподлицо с днищем.
Вывод: маленькое и очень полезное для творчества устройство — можно брать. Буду заказывать ещё.
mysku.ru
Материализовал случайно подсмотренный/подслушанный где-то разговор про переделку «народной зарядки» TP4056 в такую же простенькую зарядку для «лифера» с помощью замены чипа управления на чип CN3058E. Ссылку на первоисточник в гугле не нашел, поэтому пришлось вспоминать все самому (если кто-то подскажет — вставлю в обзор)…
Изучение datasheet на чип CN3058E показало, что большая часть ножек совместима с TP4056, и только 8-я нога CN3058E должна соединяться с (+) заряжаемой батареи тогда как у TP4056 — там (+) питания.
Резистор, регулирующий ток зарядки, (пока) оставляем тот же, т.к. в примере из datasheet его номинал 1.2К как раз должен давать зарядный ток в 1А.
Феном выпаиваем с платы микросхему TP4056 (лежит слева на крокодиле):
Аккуратно, стараясь не обломить, подгибаем (выпрямляем) 8-ю ножку чипа CN3058E
Запаиваем феном на плату.
Делаем перемычку между 5-м и 8-м выводами микросхемы.
Пробный запуск с нагрузкой, которую не жалко: горит красный светодиод (дымом не пахнет).
Без нагрузки — как и должно быть: горит синий светодиод.
Напряжение без нагрузки (очень приблизительно, т.к. на приборе села батарея и он слегка завышает):
В качестве нагрузки заряженный элемент, ток 150mA.
Задачи «получить ампер» от этой платы у меня не стояло, поэтому и измерений таких не делалось. Желающие — могут повторить эксперимент самостоятельно.
Если слегка разрядить батарейку — то ток возрастает до 250mA, т.е. чип ведет себя как живой. Греется — примерно так же, как и TP4056.
Итого: с помощью несложной замены чипа получаем недорогую (в районе $1) и достаточно компактную плату заряда LiFePO
mysku.me
Для заряда литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов необходимо специальное зарядное устройство, которое будет обеспечивать в процессе заряда тепловую стабильность и исключать угрозу выхода её из под контроля. Для этой задачи применяются зарядные устройства на микросхеме TP4056, которые можно купить в виде готового модуля.
Подобный модуль с доставкой, я купил на Aliexpress за $1.11. Модуль имеет габариты 24 х 19 мм и вес 1,8г.
Принципиальная схема зарядного устройства на TP4056.
Основа модуля — микросхема TP4056, которая является контроллером Li-Ion батарей с теплорегулированием.
Схема подключения модуля для заряда аккумулятора.
К контактам «BAT+» и «BAT-» подключается Li-Ion или Li-Pol батарея 3,7 В.Данное зарядное устройство предназначено для заряда исключительно одной банки. Заряжать одновременно несколько подключенных параллельно или последовательно батарей нельзя.
На вход зарядного подаётся 5 В. Входное напряжение может быть от 4,5 до 8 В, но лучше не подавать выше 5,5 В, поскольку микросхема будет очень сильно греться и может сготеть. В данном исполнении, питание можно подать либо к контактам «IN+» и «IN-», либо через miniUSB разъём. Подобные модули так же выпускаются с microUSB разъёмом.
Схема не защищена от переплюсовки заряжаемого аккумулятора, поэтому за этим нужно следить.
Весь процесс заряда сигнализируется светодиодами. Индикатор заряда сигнализирует красным, а индикатор окончания заряда — зелёным светодиодом.
Резистором R4, установленным между вторым выводом микросхемы (PROG) и землёй (GND), устанавливается ток заряда. По умолчанию установлен ток в 1000мА, что соответствует номиналу резистора 1,2к (в SMD исполнении сответствует122). Ток заряда для Li-Ion аккумуляторов следует устанавливать 0,5С. Например, если ёмкость аккумулятора составляет 1000 мА, ток заряда не должен превышать 500 мА, что соответствует номиналу R4 в 2,4 кОм.
Ток заряда ( IBAT ) в зависимости от номинала резистора, можно вычесть по формуле:
где VPROG = 1 В, RPROG — номинал резистора R4.
В таблице приведены номиналы R4, в зависимости от тока заряда:
|
Номинал резистора R4, кОм |
Выставленный ток заряда, мА |
| 1,2 | 1000 |
| 1,3 | 923 |
| 1,4 | 857 |
| 1,5 | 800 |
| 1,6 | 750 |
| 1,7 | 705 |
| 1,8 | 666 |
| 2 | 600 |
| 2,2 | 545 |
| 2,4 | 500 |
| 2,7 | 444 |
| 3 | 400 |
| 3,3 | 364 |
| 4 | 300 |
| 5 | 240 |
| 6 | 200 |
| 6,5 | 185 |
| 8 | 150 |
| 10 | 120 |
| 12,5 | 96 |
| 17 | 70 |
| 24 | 50 |
Ток защиты: 1.2 А
Температура эксплуатации: -30…+60
Микросхема TP4056 может осуществлять при зарядке аккумулятора, контроль температуры, для этого первый вывод микросхемы (TEMP), нужно подключить к датчику температуры, встроенного в аккумулятор.
Как это можно реализовать, показано на схеме из даташита.
В данном модуле контроль температуры отключен, путём замыкания вывода «TEMP» на землю.
Процесс заряда аккумулятора.
В процессе зарядки, постоянно контролируется напряжение на аккумуляторе. Если требуется зарядить аккумулятор, производится зарядка током 1/10 от выставленного резистором R4, до напряжения 2.9 В. Например, если R4 = 1,2 кОм, зарядка производится током в 100мА. Далее следует зарядка максимальным током (при R4 = 1,2 кОм, ток заряда 1000мА).
При достижении напряжения на аккумуляторе 4.2 В, идёт стабилизация напряжения на этом уровне и дальнейшая зарядка идёт с падением тока до уровня 1/10.
При достижении тока на уровне 1/10 от выставленного резистором R4, процесс зарядки отключается и устройство переходит к процессу постоянного контроля напряжения на аккумуляторе.
На графике это представлено так:
У данного модуля, отсутствует на выходе защита от короткого замыкания и защита от глубокого разряда аккумулятора. Если эти функции необходимы, можно купить подобный модуль, с дополнительной микросхемой DW01 и сборкой из 2-х MOSFET транзисторов N-типа.
Я купил подобный модуль с защитой за $1.16.
Принципиальная схема зарядного на TP4056 с защитой. На DW01 и 8205 (такое корпусное обозначение имеют MOSFET-ы) часто строятся контроллеры заряда батарей планшетов и мобильных телефонов.
Для примера, плата контоллера заряда батареи планшета.
Схема подключения зарядного устройства к батареи.
Каким зарядным устройством пользоваться, с защитой или без? Всё будет зависеть от того, как вы собираетесь им пользоваться. Если заряжать будите аккумуляторы для планшетов и мобильных телефонов, то в них уже встроена подобная защита. Если нужно только заряжать аккумуляторы 18650, то тоже можно использовать плату без защиты. Плата с защитой нужна там, где вы будите не только заряжать аккумуляторы без встроенного в него контроллера (например аккумуляторы 18650, хотя более дорогие, имеют встроенную защиту), но и питать от неё нагрузку. Это актуально для использования зарядного устройства и аккумулятора вместе, в каком то устройстве, например в повербанке, фонарике и пр. В таком случае, защита будет не допускать разряд аккумулятора, ниже допустимых пределов.
Если вам понадобится задействовать в зарядке термоконтроль аккумулятора, нужно перерезать дорожку от первого вывода микросхемы TP4056, замыкающегося на землю и подключить его к датчику температуры аккумулятора. С аккумулятором от мобильного это будет выглядеть так:
В своей практике, я использую данные зарядные устройства для зарядки аккумуляторов от планшетов и банки 18650. На плате с защитой буду собирать мини солнечную электростанцию, для питания «оранжереи на подоконнике».
radiolis.pp.ua
Вот такую весьма полезную штуку я сегодня получил на почте. Посылка пришла с aliexpress. Это, небольших размеров, плата содержит контроллер заряда Li-Ion аккумуляторов TP4056 (Datasheet). Микросхема имеет индикацию процесса заряда и сама отключает аккумулятор при достижении напряжения на нем 4,2 В.
Универсальная плата-зарядка+защита TP4056 для Li-Ion аккумуляторов c током до 1A предназначена как для полноценной зарядки Li-Ion аккумуляторов (например типоразмера 18650) так и с дополнительной возможностью одновременно питать подключенную нагрузку.
Т.е. плату можно встраивать в разные устройства (фонарики, разнообразную электронику) с питанием от аккумулятора 18650 и аккумулятор можно будет заряжать любой зарядкой с разьемом micro-USB не вынимая его из устройства. Также плата отлично подходит для недорогого ремонта различных сгоревших зарядок для Li-Ion аккумуляторов, встраивая ее в их корпус. Подключение к зарядке осуществляется через имеющийся на плате стандартный разъём micro-USB или через дублирующие контакты + и —. Подключение аккумулятора к контактам B+ и B-. В случае необходимости подключения нагрузки она подключается к контактам OUT+ и OUT-. Красный светодиод на плате это индикация заряда аккумулятора, синий — индикация окончания заряда аккумулятора. Напряжение заряда фиксировано на уровне 4,19 В, а ток заряда может быть задан с помощью одного резистора R3. Его номинал можно поменять согласно таблице:
| Сопротивление резистора (кОм) | Ток зарядки аккумулятора (mA) |
| 10 | 130 |
| 5 | 250 |
| 4 | 300 |
| 3 | 400 |
| 2 | 580 |
| 1,66 | 590 |
| 1,5 | 780 |
| 1,33 | 900 |
| 1,2 | 1000 |
Рекомендуется рассчитывать сопротивление данного резистора на ток до 40% от емкости чаще всего заряжаемых аккумуляторов.
Размеры самого модуля: 27x17x4мм
Подробнее на фото:
Микросхема TP4056 применяется в автономных линейных зарядных устройствах литий-ионных аккумуляторов с тепловой защитой в корпусе SOP 8. Малое количество внешних компонентов делают TP4056 идеально подходящей для портативных устройств с током до 1А. Кроме того, TP4056 может работать в USB адаптерах. TP4056 автоматически завершает цикл зарядки, когда ток заряда снижается до 1/10th.
Ток зарядки: 1А (регулируемый)
Погрешность: 1,5%
Входное напряжение: DC 4.5V-5.5V
Индикатор зарядки: Красный — идет зарядка, Синий — готов.
Входной интерфейс: Micro USB
Защита от токовой перегрузки: да Защита от перезаряда аккумулятора: да, при 4,19 В
Защита от переразряда аккумулятора: да, при 2,39 В
Защита от переполюсовки аккумулятора: есть (кратковременная, схема сильно нагревается)
Возможность заряжать защищенные аккумуляторы: да
Рабочая температура: -10 ° C до +85 ° C
Купить зарядный модуль
migsat.ru