TC4056原厂

TC40561A线性锂离子电池充电器第1页共15页一、产品描述TC4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的ESOP8/DIP8封装与较少的外部元件数目使得TC4056成为便携式应用的理想选择。TC4056可以适合USB电源和适配器电源工作。由于采用了内部PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2V，而充电电流可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1/10时，TC4056将自动终止充循环。当输入电压（交流适配器或USB电源）被拿掉时，TC4056自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至2uA以下。TC4056在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至55uA。TC4056的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电。二、特点高达1000mA的可编程充电电流无需MOSFET、检测电阻器或隔离二极管用于单节锂离子电池、采用SOP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精度达到±1.5%的4.2V预设充电电压用于电池电量检测的充电电流监控器输出自动再充电C/10充电终止待机模式下的供电电流为55uA2.9V涓流充电器件版本软启动限制了浪涌电流电池温度监测功能采用8引脚封装（ESOP-8，DIP-8）三、产品应用移动电话、PDAMP3、MP4播放器数码相机电子词典GPS便携式设备、各种充电器四、绝对最大额定值输入电源电压（Vcc）：-0.3V~8VPROG：-0.3V~Vcc+0.3VBAT：-0.3V~7VTEMP：-0.3V~7VCE：-0.3V~7VBAT短路持续时间：连续BAT引脚电流：1200mAPROG引脚电流：1200uA最大结温：145℃工作环境温度范围：-40℃~85℃贮存温度范围：-65℃~125℃引脚温度（焊接时间10秒）：260℃TC40561A线性锂离子电池充电器第2页共15页五、完整的充电循环（1000mAh电池）六、封装/订购信息及功能12345678TEMPPROGGNDVCCCEGNDGNDBATTC4056TEMP（引脚1）：电池温度检测输入端。将TEMP管脚接到电流的NTC传感器的输出端。如果TEMP管脚的电压小于输入电压的45%或者大于输入电压的80%，意味着电池温度过低或过高，则充电被暂停。如果TEMP直接接GND，电池温度检测功能取消，其他充电功能正常。PROG（引脚2）：恒流充电电流设置和充电电流监测端。从PROG管脚连接一个外部电阻到地端可以对充电电流进行编程。在预充电阶段，此管脚的电压被调制在0.1V；在恒流充电阶段，此管脚的电压被固定在1V。在充电状态的所有模式，测量该管脚的电压都可以根据下面的公式来估算充电电流：GND（引脚3、6、7）：电源地。VCC（引脚4）：输入电压正输入端。此管脚的电压为内部电路的工作电源。当Vcc与BAT管脚的电压差小于30ｍV时，TC4056将进入低功耗的停机模式，此时BAT管脚的电流小于2uA。BAT（引脚5）：电池连接端。将电池的正端连接到此管脚。在芯片被禁止工作或者睡眠模式，BAT管脚的漏电流小于2uA。BAT管脚向电池提供充电电流和4.2V的限制电压。CE（引脚8）芯片始能输入端。高输入电平将使TC4056处于正常工作状态；低输入电平使TC4056处于被禁止充电状态。CE管脚可以被TTL电平或者CMOS电平驱动。TC40561A线性锂离子电池充电器第3页共15页七、电特性凡表注●表示该指标适合整个工作温度范围，否则仅指TA=25℃，Vcc=5V，除非特别注明。符号参数条件最小值典型值最大值单位VCC输入电源电压●4.058.0VICC输入电源电流充电模式，RPROG=1.2K待机模式（充电终止）停机模式（RPROG未连接，VCCVBAT，或VCCVUV）●●●150555555500100100100μAμAμAVFLOAL稳定输出（浮充）电压0℃≤TA≤85℃，4.164.24.24VIBATBAT引脚电流:(电流模式测试条件是VBAT=4.0V)RPROG=2.4K，电流模式RPROG=1.2K，电流模式待机模式，VBAT=4.2V停机模式（RPROG未连接）睡眠模式，VCC=0V●●●45095005001000－2.5±1－15501050－6±2－2mAmAμAμAμAITRIKL涓流充电电流VBATVTRIKLRPROG=1.2K●120130140mAVTRIKL涓流充电门限电压RPROG=1.2K，VBAT上升2.82.93.0VVTRHYS涓流充电迟滞电压RPROG=1.2K6080100mVVUVVCC欠压闭锁门限从VCC低至高●3.53.73.9VVUVHYSVCC欠压闭锁迟滞●150200300mVVASDVCC-VBAT闭锁门限电压VCC从低到高VCC从高到低6051003010030mVmVITERMC/10终止电流门限RPROG=2.4KRPROG=1.2K●●601207013080140mAmAVPROGPROG引脚电压RPROG=1.2K，电流模式●0.91.01.1VVCHRGCHRG引脚输出低电压ICHRG=5mA0.30.6VVSTDBYSTDBY引脚输出低电平ISTDBY=5mA0.30.6VVTEMP-HTEMP引脚高端翻转电压8082%VccVTEMP-LTEMP引脚低端翻转电压4345%VccΔVRECHRG再充电电池门限电压VFLOAT-VRECHRG100150200mVTLIM限定温度模式中的结温145℃RON功率FET“导通”电阻（在VCC与BAT间）650mΩtss软启动时间IBAT=0至IBAT=1200V/RPROG204μsTC40561A线性锂离子电池充电器第4页共15页tRECHARGE再充电比较器滤波时间VBAT高至低0.81.84mstTERM终止比较器滤波时间IBAT降至ICHG/10以下0.81.8msIPROGPROG引脚上拉电流2.0μA八、典型性能特征恒定电流模式下PROG引脚PROG引脚电压与温度的充电电流与PROG引脚电电压与电源电压的关系曲线关系曲线压的关系曲线稳定输出（浮充）电压与充稳定输出（浮充）电压与温稳定输出（浮充）电压与电电电流的关系曲线度的关系曲线压的关系曲线涓流充电门限与温度的关系曲线充电电流与电池电压关系曲线充电电流与电源电压的关系曲线TC40561A线性锂离子电池充电器第5页共15页充电电流与环境温度的关系曲线再充电电压门限与温度的关系曲线功率FET“导通”电阻与温度关系曲线九、工作原理TC4056是专门为一节锂离子或锂聚合物电池而设计的线性充电器电路，利用芯片内部的功率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。充电电流可以用外部电阻编程设定，最大持续充电电流可达1A，不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过145℃时自动降低充电电流，这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力，不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。这样，用户在设计充电电流时，可以不用考虑最坏情况，而只是根据典型情况进行设计就可以了，因为在最坏情况下，TC4056会自动减小充电电流。当输入电压大于电源低电压检测阈值和芯片使能输入端拉高电平时，TC4056开始对电池充电。如果电池电压低于3V，充电器用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过3V时，充电器采用恒流模式对电池充电，充电电流由PROG管脚和GND之间的电阻RPROG确定。当电池电压接近4.2V电压时，充电电流逐渐减小，TC4056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电池端调制电压的精度在1.5%以内，满足了锂离子电池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，充电器进入低功耗的睡眠模式，电池端消耗的电流小于3uA，从增加了待机时间。如果将使能输入端CE接低电平，充电器停止充电。充电电流的设定充电电流是彩一个连接在PROG引脚与地之间的电阻器来设定的。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算：根据需要的充电电流来确定电阻器的阻值客户应用中，可根据需求选取合适大小的RPROG，RPROG与充电电流的关系确定可参考下表：RPROG（K）IBAT（ｍA）30502070101305250430034002580TC40561A线性锂离子电池充电器第6页共15页1．666901．57801．339001．21000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时，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引脚进行临控来检测的。当PROG引脚电压降至100ｍV以下的时间超过ｔTERM（一般为1.8ms）时，充电被终止。充电电流被锁断，TC4056进入待机模式，此时输入电源电流降至55UA。（注：C/10终止在涓流充电和热限制模式中失效）。充电时，BAT引脚上的瞬变负载会使PROG引脚电压在DC充电电流降至设定值的1/10之间短暂地降至100mV以下。终止比较器上的1.8ms滤波时间（TERMt）确保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，TC4056即终止充电循环并停止通过BAT引脚提供任何电流。在这种状态下，BAT引脚上的所有负载都必须由电池来供电。在待机模式中，TC4056对BAT引脚电压进行连续监控。如果该引脚电压降到4.05V的再充电电门限(RECHRGV)以下，则另一个充电循环开始并再次向电池供应电流。图1示出了一个典型充电循环的状态图。热限制如果芯片温度升至约140℃的预设值以上，则一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流,直到150℃以上减小电流至0。该功能可防止TC4056过热，并允许用户提高给定电路板功率处理能力的上限而没有损坏TC4056的风险。在保证充电器将在最坏情况条件下自动减小电流的前提下，可根据典型（而不是最坏情况）环境温度来设定充电电流。电池温度监测为了防止温度过高或者过低对电池造成的损害，TC4056内部集成有电池温度监测电路。电池温度监测是通过测量TEMP管脚的电压实现的，TEMP管脚的电压是由电池内的NTC热敏电阻和一个电阻分压网络实现的，如图1所示。TC4056将TEMP管脚的电压同芯片内部的两个阈值VLOW和VHIGH相比较，以确认电池的温度是否超出正常范围。在TC4056内部，VLOW被固定在45%×Vcc，VHIGH被固定在80%×Vcc。如果TEMP管脚的电压VTEMPVLOW或者VTEMPVHIGH，则表示电池的温度太高或者太低，充电过程将被暂停；如果TEMP管脚的电压VTEMP在VLOW和VHIGH之间，充电周期则继续。如果将TEMP管脚接到地线，电池温度监测功能将被禁止。确定R1和R2的值R1和R2的值要根据电池的温度监测范围和热敏电阻的电阻值来确定，现举例说明如下：假设设定的电池温度范围为TL～TH，（其中TL＜TH)；电池中使用的是负温度系数的热敏电阻（NTC），RTL为其在温度TL时的阻值，RTH为其在温度TH时的阻值，则RTL＞RTH，那么，在温度TL时，第一管脚TEMP端的电压为：在温度TH时，第一管脚TEMP端的电压为：TC40561A线性锂离子电池充电器第7页共15页然后，由VTEMPL＝VHIGH＝k2×Vcc(k2=0.8)VTEMPH＝VLOW＝k1×Vcc(k1=0.45)则可解得：同理，如果电池内部是正温度系数（PTC）的热敏电阻，则＞，我们可以计算得到：从上面的推导中可以看