TP4056 是一种用于锂离子电池充电的线性充电控制器，它具备完整的恒定电流/恒定电压线性充电管理功能。本文将从 TP4056 的电路图、常见型号、参数、工作原理、特点、作用和应用等方面进行详细阐述。

一、TP4056 的电路图解释

TP4056 的基本充电电路图由以下几个部分构成：

1. 输入电源端 (VCC)：TP4056 的输入端通常接入 5V 电源，例如 USB 接口、手机充电器或其他 5V 电源适配器。输入电压范围为 4.5V 至 6V，建议使用标准的 5V 电源进行供电。

2. 电池端 (BAT)：TP4056 的 BAT 引脚连接到锂离子电池正极，为电池提供充电电流。在充电过程中，该引脚输出恒定的充电电压，确保电池以恒定电流/电压方式充电。

3. 恒流/恒压充电 (CC/CV)：TP4056 采用恒流/恒压的充电方式。在充电开始阶段，TP4056 提供恒定电流进行快速充电，当电池电压逐渐升高至设定电压（通常为 4.2V）时，转换为恒压充电，直至电池充满。

4. 充电状态指示 (STAT1/STAT2)：TP4056 提供两个状态指示引脚，用于通过外接 LED 显示充电状态。例如，常见的应用是连接两个 LED：STAT1 接绿色 LED，表示电池充满；STAT2 接红色 LED，表示正在充电。

5. 电流设定 (PROG 引脚)：通过连接一个外部电阻到 PROG 引脚，可以设置充电电流的大小。TP4056 内置的电流调节机制允许用户根据电池容量灵活调整充电电流。

6. 热保护功能：TP4056 内置有过温保护机制，当芯片温度过高时，它会自动减小充电电流，避免因过热而损坏电池或充电电路。

7. 输入电压检测功能：TP4056 会检测输入电源的电压，当输入电压不足时，自动停止充电，以确保安全性。

一个常见的 TP4056 充电电路如图所示：

VCC(USB) ------| VIN (TP4056) |------ 电池正极 (BAT)
            | PROG (电流设定电阻)
            | STAT1, STAT2 (充电状态 LED)

二、常见型号

TP4056 是一款经典的充电管理 IC，市面上有一些兼容型号或者升级型号的芯片，例如：

1. TP4057：TP4056 的升级版，提供更强的电流控制能力以及更高的精度。

2. MP2617：是一种适用于更大电流的电池充电管理芯片，具有更强的散热和功率控制能力。

3. SY6911：具备与 TP4056 类似的功能，但增加了输入电压范围和更高的工作效率。

三、主要参数

1. 输入电压范围：4.5V 至 6V，典型值为 5V。

2. 充电电流：可调节，最大可支持 1A，常见的设定电流为 500mA 或 1000mA。

3. 充电终止电压：4.2V，精度为 ±1%。

4. 工作温度范围：-40℃ 至 +85℃，适合多种环境下使用。

5. 热调节功能：当芯片温度超过一定限度时，充电电流会自动减小，以防止芯片过热。

四、工作原理

TP4056 的工作原理基于恒流/恒压充电模式（CC/CV）。其内部电路首先通过 PROG 引脚设定充电电流。当电池电压较低时，TP4056 提供恒定电流进行充电。当电池电压逐渐接近目标电压（4.2V）时，TP4056 自动切换到恒压模式，以恒定电压为基础，逐渐减小充电电流，直至电流达到设定的终止电流为止，此时充电结束。

具体来说，TP4056 的充电过程可分为三个阶段：

1. 预充电阶段：当电池电压低于 3V 时，TP4056 进入预充电模式，此时提供较小的电流（大约为设定电流的 10%）进行慢速充电。

2. 恒流充电阶段：当电池电压超过 3V，TP4056 进入恒流充电阶段。此时，充电电流达到设定值，快速为电池充电。

3. 恒压充电阶段：当电池电压接近 4.2V 时，TP4056 进入恒压模式，逐渐减小充电电流，直到充电结束。

该充电过程确保了电池在不同电压下得到最佳的充电方式，从而延长电池寿命并提高充电效率。

五、特点

1. 精确的电压控制：TP4056 能够将电池充电至 4.2V，并且充电精度可以达到 ±1%，确保电池不过充或欠充。

2. 可调节的充电电流：通过外部电阻设置充电电流，可以适应不同容量的电池，灵活性高。

3. 内置热保护：TP4056 内部集成热调节电路，当芯片温度过高时，会自动降低充电电流，防止芯片过热。

4. 简单易用的电路设计：TP4056 的外围电路非常简单，只需几个电阻和电容即可搭建完整的充电系统，非常适合低成本设计。

5. 状态指示功能：TP4056 通过外部 LED 显示充电状态，便于用户实时了解电池的充电情况。

六、作用

TP4056 的主要作用是为锂离子电池提供高效、安全的充电管理。它的电压、电流控制精度高，能够确保电池以最佳状态充电，有效延长电池寿命。同时，TP4056 还能在电池接近满电时智能切换至恒压充电模式，防止电池过充。

此外，TP4056 具备过温保护功能，当充电电路或电池温度过高时，芯片会自动降低充电电流或暂停充电，防止因过热而造成电池损坏。

七、应用

TP4056 广泛应用于各种需要锂离子电池充电管理的场合，尤其是在小型设备和低功耗场景中，具有非常广泛的应用前景。以下是几种典型应用：

1. 便携式设备：TP4056 常被应用于智能手环、蓝牙耳机、MP3 播放器等小型便携式设备中，用于为设备内置的锂离子电池提供充电管理。

2. 移动电源：TP4056 也被广泛用于移动电源的电池充电管理，通过 USB 接口为电池充电。

3. 小型电子产品：如遥控器、LED 手电筒等电子设备，TP4056 可以确保这些设备中的锂电池得到安全可靠的充电。

4. 智能家居设备：智能门锁、摄像头等智能家居设备，也常用 TP4056 作为其电池充电管理方案。

5. 无人机和 RC 玩具：对于无人机、电动玩具等需要频繁充电的设备，TP4056 能够确保电池的充电过程快速且安全。

八、一款锂离子电池充电管理 IC

TP4056 作为一款锂离子电池充电管理 IC，因其工作稳定、充电效率高、设计简单且成本低的特点，广泛应用于便携式设备、移动电源等领域。本文详细介绍了 TP4056 的电路图、常见型号、参数、工作原理、特点、作用和应用，希望能帮助您更好地理解和使用 TP4056 芯片。

九、TP4056的设计注意事项

在使用 TP4056 进行电路设计时，除了理解其工作原理，还需注意一些关键问题，以确保充电管理的稳定性和可靠性。以下是设计过程中需特别注意的几点：

1. 输入电源的选择

• TP4056 的输入电压范围为 4.5V 至 6V，因此在选择输入电源时需确保电压稳定，避免因输入电压波动过大而影响充电效果。最常见的输入电源是 USB 5V 接口，或者使用稳定的 5V DC 适配器供电。

2. PROG 引脚电阻的选择

• PROG 引脚用于设置充电电流，选择合适的外部电阻可以控制充电电流的大小。充电电流公式为：$$I_{ ext{CHG}} = frac{1000}{R_{ ext{PROG}}}$$ICHG=RPROG1000例如，如果希望设置充电电流为 1A，则需要选择一个 1kΩ 的电阻。充电电流可以根据电池的容量和充电需求进行灵活调节。

3. 电池保护电路

• 虽然 TP4056 本身具备一些保护功能，但在实际应用中，建议为锂电池增加额外的保护电路，如过压、过流和短路保护。这可以确保电池在意外情况下不会过度放电或充电，延长电池的使用寿命。

4. 充电状态指示 LED

• TP4056 提供了 STAT1 和 STAT2 两个状态引脚，通常接入 LED 作为充电状态的指示灯。需要注意的是，LED 的正极应连接到电源的正极，而负极连接到 STAT 引脚。STAT1 和 STAT2 输出为开漏结构，外部需要通过拉高电阻实现电平转换。

5. 散热处理

• TP4056 是线性充电芯片，因此在高充电电流下，芯片会产生一定的热量。如果充电电流较大（如 1A），建议增加散热片或将芯片放置在通风良好的环境中，以防止过热保护机制过早触发，影响充电效率。

6. 电容器的选择

• 输入和输出端通常需要分别增加一个电容来稳定电路。常见的选择是 1µF 的陶瓷电容放置在输入端（VCC）和 10µF 的电容放置在电池端（BAT）。这些电容能够有效减少电源噪声，提高充电过程的稳定性。

十、TP4056在设计中的实际应用案例

为了更好地理解 TP4056 的应用，以下是几个常见的 TP4056 设计案例，涵盖不同的设备需求和应用场景：

1. 智能手环充电电路设计

在智能手环等可穿戴设备中，由于设备体积小、功耗低，TP4056 非常适合作为充电管理芯片。设计时，通常会选择 500mA 或更低的充电电流，以保护电池并延长使用寿命。

• 输入电压：通过 USB 5V 接口为手环提供稳定的电源输入。

• PROG 电阻：设置为 2kΩ，充电电流约为 500mA。

• 状态指示灯：使用两个 LED 分别指示充电中（红灯）和充满（绿灯）。

• 电池：连接一块容量为 300mAh 的锂电池，电池正极连接到 TP4056 的 BAT 引脚。

这种设计能够确保智能手环在使用时得到安全高效的充电，充电过程稳定、简单，并通过状态指示灯方便用户了解电池的充电情况。

2. 移动电源充电管理电路设计

移动电源通常使用容量较大的锂离子电池组，需要较高的充电电流。TP4056 支持高达 1A 的充电电流，因此常用于移动电源的充电管理电路设计中。

• 输入电压：通过 USB 接口或 5V DC 电源适配器输入电压。

• PROG 电阻：选择 1kΩ，设置充电电流为 1A。

• 保护电路：增加一个额外的锂电池保护板，用于防止过充和过放。

• 散热措施：由于充电电流较大，建议为 TP4056 增加散热片或设计良好的散热通道，以避免芯片因过热而频繁进入保护状态。

3. 无线耳机充电盒设计

无线耳机充电盒通常具有较小的电池容量，但需要快速充电功能，以便用户在短时间内为耳机补充足够的电量。TP4056 是无线耳机充电盒中的理想选择，能够在紧凑的电路中实现高效充电管理。

• 充电电流：设置为 300mA 左右，适合小容量电池的充电需求。

• 充电盒电池：通常是 200mAh 左右的锂离子电池，确保充电盒在短时间内充满电。

• 电路简化：由于 TP4056 电路设计简单，外围元件较少，非常适合空间有限的无线耳机充电盒设计。

十一、TP4056与其他充电管理芯片的对比

虽然 TP4056 在许多应用场景中表现出色，但市场上还有许多其他充电管理芯片。以下是 TP4056 与一些常见芯片的对比：

1. TP4056 与 MCP73831

MCP73831 是 Microchip 推出的低成本锂离子电池充电管理芯片，与 TP4056 类似，具备恒流/恒压充电功能。两者的区别主要在以下几点：

• 输入电压范围：TP4056 支持 4.5V 至 6V，而 MCP73831 的输入电压范围为 3.75V 至 6V，支持更低的输入电压。

• 充电电流：TP4056 最大支持 1A 的充电电流，而 MCP73831 最大仅支持 500mA。

• 封装形式：TP4056 主要为 SOT-23-6 封装，而 MCP73831 为 SOT-23-5 封装，后者在体积上更小，适合极端空间受限的应用。

2. TP4056 与 BQ24075

BQ24075 是 TI（德州仪器）推出的智能电源路径管理充电芯片，广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中。

• 智能电源路径管理：与 TP4056 不同，BQ24075 具备智能电源路径管理功能，能够在外部电源和电池之间无缝切换，确保设备在插入电源时可以直接供电，而无需经过电池。

• 充电电流：BQ24075 支持更高的充电电流，最大可达 1.5A，适合大容量电池。

• 保护功能：BQ24075 内置有完整的电池保护功能，包括过压、过流和短路保护，而 TP4056 仅具备基本的热保护功能。

TP4056 更适合简单的低成本应用，而 BQ24075 适合复杂的系统设计。

3. TP4056 与 CN3065

CN3065 是一款国产锂电池充电管理芯片，功能与 TP4056 类似，主要应用于便携式设备。

• 工作电压范围：两者的输入电压范围相似，但 CN3065 支持的最大充电电流为 1.2A，略高于 TP4056。

• 外围元件：CN3065 的外围电路与 TP4056 类似，同样具有较低的元件需求，适合小型化设计。

总体来看，TP4056 以其成熟的技术和良好的兼容性，广泛应用于各种消费类电子产品，而 CN3065 则是国内市场的一种替代方案。

十二、TP4056的未来发展趋势

随着电子设备的快速发展，锂离子电池的应用场景越来越广泛，充电管理芯片的需求也日益增加。未来 TP4056 的发展方向可能包括以下几点：

1. 更高的充电效率：随着电池技术的发展，未来的充电管理芯片可能会进一步提升充电效率，减少充电时间。

2. 多功能集成化：未来的充电管理芯片可能会集成更多的功能，如电池健康管理、快速充电技术等，提供更智能的充电管理方案。这种集成化趋势可以简化电路设计，减少外围元件，降低成本，同时提高产品的可靠性。

3. 适应多种电池类型：未来的充电管理芯片可能不仅限于锂离子电池，还可能支持其他新兴的电池类型，如固态电池、钠离子电池等，以适应多样化的能源存储需求。

4. 更小的体积与封装：随着消费类电子产品日益小型化，充电管理芯片的体积也会逐渐缩小。未来的芯片可能采用更紧凑的封装形式，以适应微型化设备的需求。

5. 无线充电支持：无线充电技术正在快速普及，未来的充电管理芯片可能会集成对无线充电的支持，使得设备充电更加方便、灵活。

6. 高集成度的解决方案：除了充电功能，未来的芯片可能会与其他电源管理功能相结合，形成完整的电源管理解决方案，从而进一步简化系统设计，提高性能。

十三、一款经典的线性锂电池充电管理芯片

TP4056 是一款经典的线性锂电池充电管理芯片，凭借其简单、稳定、低成本的特点，广泛应用于各类消费类电子设备中。其恒流恒压充电模式、内置的热调节机制以及简单的外围电路，使得它成为许多设计者的首选，特别是在小型便携设备中。

在选择 TP4056 进行设计时，需注意充电电流的设置、散热管理、输入电源的选择等细节。同时，TP4056 也可以通过简单的电路改造应用于更加复杂的系统中，如智能手环、无线耳机充电盒、移动电源等。

虽然 TP4056 已经是市场上非常成熟的产品，但随着技术的不断进步和需求的增加，未来的充电管理芯片将朝着更高效、更智能、更加集成化的方向发展。对于设计者而言，理解 TP4056 的工作原理和应用场景，不仅能够帮助设计出高效、稳定的充电电路，还能为未来的产品设计奠定坚实的基础。

TP4056 常见型号及参数表：

在实际设计中，TP4056 的使用相对灵活，可以根据不同的应用场景调整充电电流和外围电路。与其他充电管理芯片相比，TP4056 具备良好的性能与性价比平衡，适合多种锂电池充电应用。

TP4056 的主要特点：

• 简单易用：外围元件少，电路设计简化，适合中小型电子产品。

• 支持 USB 供电：适配 USB 5V 电源，方便在各种便携设备中使用。

• 可调充电电流：通过外接电阻灵活调节充电电流，适应不同容量的锂电池。

• 多重保护功能：内置温度调节、过压保护等功能，确保充电安全。

• 低成本：相较于其他充电管理芯片，TP4056 价格低廉，适合大规模量产应用。

TP4056 的主要应用：

1. 可穿戴设备：如智能手环、智能手表等，TP4056 负责电池充电管理，提供稳定的电源供给。

2. 无线耳机及充电盒：TP4056 小巧、简单的设计，非常适合无线耳机等小型设备的充电系统。

3. 移动电源：在便携式电源设备中，TP4056 的高充电电流能力可以快速为内部电池充电。

4. 蓝牙音箱：蓝牙音箱等需要长时间续航的设备也常使用 TP4056 作为充电管理芯片，确保充电过程高效、安全。

5. 其他消费类电子设备：包括便携风扇、电子烟、充电电筒等小型电池供电设备，TP4056 都可以作为充电管理核心使用。

未来展望：

TP4056 已经是锂电池充电管理市场中的重要角色，随着锂电池应用的扩展，预计未来 TP4056 将继续发挥重要作用。同时，随着电池技术的发展，未来的充电管理芯片可能会更加智能，能够实时监控电池状态，提供更多的保护功能和更高效的充电解决方案。

通过对 TP4056 的深入理解和合理应用，可以有效提升产品的使用体验和电池管理能力。在新兴的物联网设备、可穿戴设备以及消费电子领域，TP4056 将继续扮演重要的角色，助力各种新技术的发展和普及。