TP4057

TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 概述 TP4057是一款性能优异的单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器。TP4057采用SOT23-6封装配合较少的外围原件使 其非常适用于便携式产品，并且适合给USB电源以及适配器电源供电。 基于特殊的内部MOSFET架构以及防倒充电路，TP4057不需要外接检测电阻和隔离二极管。当外部环境温度过高或 者在大功率应用时，热反馈可以调节充电电流以降低芯片温度。充电电压固定在4.24V，而充电电流则可以通过一个 电 阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的1/10，芯片将终止充电循环。 当输入电压断开时，TP4057进入睡眠状态，电池漏电流将降到1uA以下。TP4057可以被设置于停机模式，此时芯片 静态电流降至25uA。 TP4057还包括其他特性：电池温度监测，欠压锁定，自动再充电和两个状态引脚以显示充电和充电终止。 特性 应用范围 ◆可编程充电电流500mA ◆移动电话、PDA ◆无需外接MOSFET，检测电阻以及隔离二极管 ◆MP3、MP4播放器 ◆用于单节锂电池、采用SOT23-6封装的完整线性充电器 ◆恒定电流/恒定电压操作，并具有可在无过热危险的情况 下实现充电速率最大化的热调节功能。 ◆充电器 ◆数码相机 ◆电子词典 ◆精度达到±1%的4.24V预充电电压 ◆蓝牙、GPS导航仪 ◆用于电池电量检测的充电电流监控器输出 ◆便携式设备 ◆自动再充电 ◆充电状态双输出、无电池和故障状态显示 TP4057采用SOT23-6封装 ◆C/10充电终止 ◆待机模式下的静态电流为25uA ◆2.9V涓流充电 ◆软启动限制浪涌电流 典型应用 www.umw-ic.com 1 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 管脚分布 SOT23-6 管脚描述 www.umw-ic.com 管脚号 管脚名 描述 1 CHRG 电池充电指示端 2 GND 地端 3 BAT 电池端 4 VCC 电源端 5 STDBY 电池充电完成指示端 6 PROG 可编程恒流充电电流设置端 2 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 最大额定值 (注) 参数 范围 单位 VCC端电压 -0.3 to 6.5 V PROG端电压 -0.3 to 6.5 V BAT端电压 -0.3 to 6.5 V CHRG端电压 -0.3 to 8 V STDBY端电压 -0.3 to 8 V BAT端电流 500 mA mA PROG端电流 800 uA uA 400 最大功耗 800(增加PCB散热) 工作环境温度 最低/最高存储温度Tstg mW (1) -40 ~ 85 C -65 to 125 C 注释(1): 增加PCB散热参数仅供参考，具体以实际为准 ESD与Latch-up等级 www.umw-ic.com 人体模型ESD级别 4000V 机器模型ESD级别 400 V Latch-up 400mA 级别 3 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 结构框图 www.umw-ic.com 4 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 电气特性 (如果没有特殊说明，环境温度= 25C，输入电压=5V) 符号 VCC ICC VFLOAT 参数 输入电源电压 测试条件 输入电源电流 充电模式(RPROG=10K) (1) 待机模式（充电终止） 输出浮充电压 停机模式(RPROG未连接， VCC＜VBAT,VCC＜VUVLO) 0C≤T≤85C，IBAT=40mA IBAT BAT端充电电流 ITRIKL VTRIKL VTRHYS VUVLO VUVHYS 涓流充电电流 涓流充电门限电压 涓流充电迟滞电压 VCC欠压锁定电压 VCC欠压锁定迟滞电压 VMSD 手动关断阈值电压 VASD VCC -VBAT锁闭电压 ITERM C/10终止电流门限 VPROG VCHRG VSTDBY VRECHG tRECHG tTERM IPROG PROG引脚电压 CHRG端输出低电平 STDBY端输出低电平 再充电电池门限电压 再充电延时时间 充电终止延时时间 PROG端上拉电流 (2) 恒流模式，RPROG=10K 恒流模式，RPROG=2K 待机模式，VBAT=4.2V 停机模式 电池反接模式，VBAT=-4V 睡眠模式，VCC=0V VBAT＜VTRIKL, RPROG=2K VBAT上升 VBAT下降 VCC上升 VCC下降 VPROG上升 VPROG下降 VCC上升 VCC下降 RPROG=10K RPROG=2K 恒流模式，RPROG=10K ICHRG=5mA ISTDBY=5mA VFLOAT-VRECHG VBAT由高到低 IBAT降至ICHG/10以下 最小值 4.0 240 45 最大值 6.5 500 90 单位 V uA uA 25 50 uA 4.198 4.24 4.282 V 93 465 0 100 500 -2.5 1 0.7 0 50 2.9 80 3.8 200 1.21 1.0 100 30 0.10 0.10 1.0 0.35 0.35 100 1.8 1.4 2.0 107 535 -6 2 40 2.7 60 3.6 150 1.15 0.9 70 5 0.085 0.085 0.93 0.8 0.63 典型值. 1 60 3.1 100 4.0 300 1.30 1.1 140 50 0.115 0.115 1.07 0.6 0.6 200 4 3 mA mA uA uA mA uA mA V mV V mV V V mV mV mA/mA mA/mA V V V mV ms ms uA 注释(1): 这时处于充电状态，ICC= IVCC- IBAT (2): 这里 C/10终止电流门限指的是终止电流与恒流充电电流的比值 www.umw-ic.com 5 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 使用说明 TP4057是一款专门为锂离子电池设计的线性充电器，利用芯片内部的功率MOSFET对电池进行恒流/恒压充电。充电 电流可以由外部电阻编程决定，最大充电电流可以达到500mA。TP4057拥有两个漏极开路输出的状态指示输出端，充电 状态指示端CHRG和电池充电完成指示输出端STDBY。芯片内部的功率管电路在芯片的结温超过135℃时自动降低充电电 流，这个功能可以使用户最大限度利用芯片充电，不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。 ●工作原理 当输入电压大于UVLO检测阈值和芯片使能输入端接高电平时，TP4057开始对电池充电。如果电池电压低于2.9V， 充电器用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过2.9V时，充电器采用恒流模式对电池充电，充电电流由PROG端和 GND端之间的电阻决定。当电池电压接近4.2V时，充电电流逐渐减小，TP4057进入恒压充电模式。当充电电流减小到充 电结束阈值时，充电周期结束。 充电结束阈值是恒流充电电流的1/10。当电池电压降到再充电阈值以下时，自动开始新的充电周期。芯片内部的 高精度的电压基准源，误差放大器和电阻分压网络确保BAT端调制电压的精度在1%以内，满足锂离子和锂聚合物电池的 要求。当输入电压掉电或者输入电压低于电池电压时，充电器进入停机模式，电池端消耗的电流小于2uA，从而增加待 机时间。 ●充电终止 当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的1/10，充电循环被终止。该条件是通过采用一个内部滤波比较 器对PROG端进行监控来检测的。当PROG端电压降至100mV以下的时间超过1.8ms时，充电终止，TP4057进入待机模式， 此时的输入电源电流降至约45uA。 充电时，BAT端上的瞬变负载会使PROG端电压在DC充电电流降至设定值的1/10之间短暂地降至100mV以下，比较器 的1.8ms延时时间确保了这种性质的瞬变负载不会导致充电循环过早终止。一旦平均充电电流降至设定值的1/10以下， TP4057集中式充电循环并停止通过BAT端提供任何电流。在这种状态下，BAT端上所有负载都必须由电池供电。 ●充电状态指示 TP4057有两个漏极开路状态指示输出端CHRG和STDBY。当充电器处于充电状态时，CHRG被拉到低电平，在其他状态 CHRG为高阻态；当电池充电结束后，STDBY被拉到低电平，在其他状态STDBY为高阻态。 www.umw-ic.com 6 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 当电池没有接到充电器时，CHRG闪烁表示没有安装电池。 充电状态 CHRG STDBY 正在充电 亮 灭 充电完成 灭 亮 闪烁（频率约20Hz） 亮 BAT端连接1uF电容，无电池 ●热限制 如果芯片温度升至135C以上时，一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流。该功能可防止TP4057过热，并允许 用户提高给定电路板功率处理能力的上限而减小损坏TP4057的风险。 ●欠压锁闭 TP4057拥有一个内部欠压锁定电路对输入电压进行监控，在VCC升至欠压锁定门限电压之前使芯片保持在停机工作 模式。当VCC电压升高至3.8V之后，芯片退出UVLO，开始正常工作。VCC下降时的UVLO迟滞电压为200mV。 ●自动充电循环 电池电压达到浮充电压，充电循环被终止之后，TP4057立即对BAT端电压进行监控。当BAT端电压低于4.1V时，充 电循环重新开始。确保了电池被维持在一个接近满电的状态，同时免除了进行周期性充电循环启动的需要。 www.umw-ic.com 7 友台半导体有限公司 TP4057 500mA线性锂离子电池充电器 封装说明：SOT23-6 www.umw-ic.com 8 友台半导体有限公司