概述
TP5000是一款開關降壓型單節錳鋰電池/磷酸鐵鋰電池充電管理芯片。其QFN16超小型封裝與簡單的外圍電路,使得TP5000非常適用于便攜式設備的大電流充電管理應用。同時,TP5000內置輸入過流、欠壓保護、芯片過溫保護、短路保護、電池溫度監控、電池反接保護。TP5000具有寬輸入電壓,對電池充電分為涓流預充、恒流、恒壓三個階段,涓流預充電電流、恒流充電電流都通過外部電阻調整,最大充電電流達2A。TP5000采用頻率800kHz的開關工作模式使它可以使用較小的外圍器件,并在大電流充電中仍保持較小的發熱量。TP5000內置功率PMOSFET、防倒灌電路,所以無需防倒灌肖特基二極管等外圍保護。TP5000的恒流功能,也可以用在2串鋰電池或4串干電池輸入,恒流驅動0.5-7W白光LED。
特性
單節4.2V錳鋰或3.6V磷酸鐵鋰電池充電 ;
內置功率MOSFET,開關型工作模式, 器件發熱少,外圍簡單 ;
可編程充電電流,0.1A--2A ;
可編程預充電電流,10%--100% ;
無需外接防倒灌肖特基二極管 ;
寬工作電壓,最大達到9V ;
兩路LED充電狀態指示 ;
芯片溫度保護,過流保護,欠壓保護 ;
電池溫度保護、電池反接停機、短路保護 ;
開關頻率800KHz,可用電感2.2uH-10uH ;
自動再充電功能 ;
小于1%的充電電壓控制精度 ;
涓流、恒流、恒壓三段充電,保護電池 ;
采用QFN16 4mm*4mm 超小型封裝 ;
絕對最大額定值
輸入電源電壓(VIN):10V
BAT:-4.2V~9V
BAT短路持續時間:連續
最大結溫:145℃
工作環境溫度范圍:-40℃~85℃
貯存溫度范圍:-65℃~125℃
引腳溫度(焊接時間10秒):260℃
應用
便攜式設備、各種充電器
智能手機、PDA、移動蜂窩電話
MP4、MP5播放器、平板電腦
礦燈
電動工具
白光LED驅動
管教說明(圖1)
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TP5000功能方框圖
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TP5000應用原理圖說明

圖2 TP5000為3.6V磷酸鐵鋰電池1.5A充電(150MA預充)應用示意圖
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圖3為TP5000為4.2V鋰離子電池無電池溫度保護涓流0.75A恒流1.5A充電應用示意圖(CS引腳接高)
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圖4為TP5000為磷酸鐵鋰電池無電池溫度保護1.5A充電應用示意圖(CS引腳懸空)
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圖5為TP5000為兩接鋰電驅動5W WLED應用示意圖(RTRICK引腳懸空)
TP5000工作原理
TP5000是專門為單節4.2V鋰離子/3.6V磷酸鐵鋰電池而設計的開關型大電流充電器芯片,利用芯片內部的功率晶體管對電池進行涓流、恒流和恒壓充電。充電電流可以用外部電阻編程設定,最大持續充電電流可達2A,不需要另加防倒灌二極管。TP5000包含兩個漏極開路輸出的狀態指示輸出端,充電狀態指示端CHRG和電池充滿狀態指示輸出端STDBY。芯片內部的功率管理電路在芯片的結溫超過145℃時自動降低充電電流,這個功能可以使用戶最大限度的利用芯片的功率處理能力,不用擔心芯片過熱而損壞芯片或者外部元器件。 當輸入電壓大于芯片啟動閾值電壓和芯片使能輸入端接高電平或者懸空時,TP5000開始對電池充電,CHRG管腳輸出低電平,表示充電正在進行。如果鋰離子電池電壓低于2.9V(磷酸鐵鋰電池電壓低于2.5V),充電器用小電流對電池進行涓流預充電(預充電電流通過外接電阻可調)。恒流充電電流由VS管腳和VBAT管腳之間的電阻確定。當鋰離子電池電壓接近4.2V(磷酸鐵鋰電池接近3.6V)時,距離充電截止電壓約50mV(根據不同的電路連接電阻與電池內阻電壓不同),充電電流逐漸減小,TP5000進入恒壓充電模式。當充電電流減小到截止電流時,充電周期結束,CHRG端輸出高阻態,STDBY端輸出低電位。 當電池電壓降到再充電閾值(鋰離子電池4.05V,磷酸鐵鋰電池3.45V)時,自動開始新的充電周期。芯片內部的高精度的電壓基準源,誤差放大器和電阻分壓網絡確保電池端截止電壓的精度在+-1%以內,滿足了鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池的充電要求。當輸入電壓掉電或輸入電壓低于電池電壓時,充電器進入低功耗的停機模式,無需外接防倒灌二極管,電池從芯片的漏電接近4uA。
TP5000使用注意事項
1.電路中電容都應盡量靠近芯片。
2.VS端與BAT端使用鉭電容或電解電容加陶瓷電容。
3.電感請選用電流能力足夠的功率電感。
4.肖特基二極管選用導通壓降小電流能力大于等于2A的肖特基二極管。
5.對于VIN及LX通過電流回路的走線應比普通信號線更寬。
6.注意各電容接地線節點位置,應盡量使接地點集中,良好接地。
7.使用芯片在大電流工作中,應考慮芯片底部散熱片與PCB的良好連接,保證散熱良好。
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