1. Вступление Микросхема TP4056  — специализированный контроллер для зарядки Li‑ion и Li‑Po аккумуляторов по алгоритму CC/CV (Constant Current / Constant Voltage). Он предназначен...

Микросхема TP4056 — специализированный контроллер для зарядки Li‑ion и Li‑Po аккумуляторов по алгоритму CC/CV (Constant Current / Constant Voltage). Он предназначен для работы с конфигурациями 1S (одна ячейка или несколько параллельно — nP) с фиксированным напряжением окончания зарядки 4,2 В. Контроллер позволяет задать зарядный ток в диапазоне от 50 до 1000 мА с помощью изменения сопротивления одного резистора. Его можно назвать линейным стабилизатором с функцией контроля тока и напряжения (CC/CV).

Микросхема уникальна тем, что присутствует на рынке уже более десяти лет и заслуженно носит статус «народной». Её популярность объясняется предельно простой схемой включения, выносливостью и безотказностью: конструкция надёжная и простая, как лом. Внутри миниатюрного корпуса SOP-8 есть термозащита, контроль напряжения и блокировка при обратных токах, что прощает многие ошибки начинающих мастеров, делая её неубиваемой при штатном подключении. Ну а если вдруг она ляжет, буквально за 10–20 рублей можно купить новую, при условии, что берёте оптом.

Но перед тем, как приступить к её подробному изучению, я разберу значение CC/CV.

CC (Constant Current) — расшифровывается как «стабилизированный ток». В этом режиме микросхеме TP4056, без разницы, какое напряжение на выходе в диапазоне от 3 до 4.2 вольт, она будет отдавать строго указанный ток.

CV (Constant Voltage) — расшифровывается как «постоянное напряжение». В этом режиме микросхема стабилизирует выход строго до 4.2 вольта. Это полная противоположность CC: здесь микросхеме «всё равно», какой у неё ток на выходе (в диапазоне от 0 мА до 1 А), — она жестко удерживает заданное напряжение. Но если напряжение на выходе просядет (например, при резком падении сопротивления нагрузки), чип мгновенно перейдёт обратно в режим стабилизации тока.

Но как же TP4056 может так менять напряжение, а вследствии косвенно контролировать ток зарядки?

Первое, что важно понимать: все линейные стабилизаторы считаются понижающими. Сделать их повышающими физически невозможно. Либо придётся городить гибрид из повышающего DC‑DC преобразователя, LC‑фильтров по питанию и только после него ставить линейный стабилизатор. Но проще тогда уж сразу использовать импульсный buck‑boost преобразователь.

Сама микросхема TP4056 работает в линейном режиме: разница напряжений между входом и выходом выделяется на ней в виде тепла. Мощность тепловыделения рассчитывается по формуле P = ∆U*I, где ∆U — разница между входом и выходом. То есть, если на входе 5 вольт, а на выходе 3 вольта, то чип погасит на себе 2 вольта. При токе в 1 ампер на микросхеме будет выделяться 2 ватта, что очень немало для её маленького корпуса.

На борту микросхемы TP4056 есть силовой P‑канальный MOSFET‑транзистор, и на нём завязывается весь принцип работы контроллера зарядки.

У транзисторов есть переходное состояние между открытым и закрытым положениями — его называют линейным режимом. Так, подав на затвор определённое напряжение, можно добиться сопротивления от максимально возможного (мегаомы) до минимального (миллиомы). Конечно, этот график зависимости сопротивления от напряжения нелинейный: он зависит от множества переменных, которые простираются от погрешности техпроцесса до внешних условий (температура, приложенное напряжение и так далее).