TP4056是一款专为单节锂电池设计的线性锂离子电池充电管理芯片。由于其简单的外围电路设计、高性价比和良好的稳定性，TP4056广泛应用于移动电源、电子烟、手电筒等便携式设备的电池充电管理系统中。本文将详细介绍TP4056的主要参数、引脚定义以及典型应用电路，以帮助工程师更好地理解和使用这一器件。

二、TP4056的主要参数

TP4056的关键技术参数决定了它的性能和应用范围。在设计锂电池充电电路时，必须全面理解这些参数以确保充电器的可靠性和安全性。

2.1 输入电压范围

TP4056的输入电压范围为4.0V至8.0V。为了获得稳定的充电效果，通常建议输入电压在5V左右，这也是USB供电的常用电压。

2.2 充电电流

TP4056的充电电流可以通过外接电阻进行调节，最大充电电流为1A。通过在PROG引脚和地之间连接一个电阻，用户可以设置所需的充电电流。具体的计算公式如下：

$I_{\text{CHG}} = \frac{1000}{R_{\text{PROG}}}$

其中，$I_{\text{CHG}}$ 是充电电流，$R_{\text{PROG}}$ 是连接在PROG引脚上的电阻值。

例如，如果使用1.2kΩ的电阻，充电电流约为833mA。

2.3 充电精度

TP4056具有高达±1.5%的充电电压精度，能够确保锂电池充电到设定的截止电压，从而保护电池并延长其使用寿命。

2.4 充电终止电流

当电池电压接近4.2V且充电电流下降到设定电流的10%时，TP4056将自动终止充电过程。这种设计可以防止电池过充，有效保护电池安全。

2.5 充电温度范围

TP4056内置了温度调节功能，可以在环境温度较高时降低充电电流，以避免由于温度过高导致电池或芯片损坏。它可以在-40℃至85℃的宽温度范围内稳定工作。

2.6 充电状态指示

TP4056具有两个状态指示引脚（CHRG和STDBY），用于指示充电状态。通常可以连接LED指示灯以显示充电和充电完成状态。CHRG引脚低电平表示正在充电，STDBY引脚低电平表示充电完成。

2.7 电池反接保护

TP4056内置反接保护功能，当电池正负极接反时，芯片不会受到损坏，同时避免电池的损坏。这一功能极大地提高了系统的安全性。

2.8 其他保护功能

TP4056还具有多种保护功能，包括输入过压保护（OVP）、电池过压保护、短路保护和热调节功能。这些功能确保了在不同的工作条件下，芯片和电池的安全运行。

三、TP4056的引脚定义

TP4056采用小型的SOP-8封装形式，包含8个引脚。每个引脚的功能在设计电路时都有重要作用。下表详细说明了TP4056各个引脚的功能：

3.1 TEMP引脚

TEMP引脚用于检测电池温度。通常在该引脚上连接一个NTC热敏电阻，该热敏电阻会随着温度的变化而改变阻值，从而调整充电电流。在温度过高的情况下，TP4056会自动减少充电电流，确保安全。

3.2 PROG引脚

PROG引脚用于设置充电电流。通过改变连接在该引脚上的电阻值，用户可以调整充电电流大小。具体计算方法如前文所述。

3.3 GND引脚

GND引脚是地线，与系统的其他电路共用地线。在实际应用中，确保GND引脚与系统地线良好连接，可以减少噪声和干扰。

3.4 VCC引脚

VCC引脚是电源输入端，通常连接到5V电源，如USB接口或适配器。VCC引脚的输入电压范围为4.0V至8.0V，确保了在广泛的电源条件下都可以正常工作。

3.5 BAT引脚

BAT引脚直接连接到锂电池的正极。在充电过程中，TP4056通过此引脚向电池输出电流。在实际应用中，BAT引脚的连接线应尽量短而粗，以减少电阻和压降。

3.6 STDBY引脚

STDBY引脚用于指示充电完成状态。当充电完成时，该引脚输出低电平，可以连接一个LED指示灯。一般情况下，STDBY引脚悬空时为高电平。

3.7 CHRG引脚

CHRG引脚用于指示充电状态。当正在充电时，该引脚输出低电平，通常连接一个LED指示灯。当充电停止或断电时，该引脚恢复高电平。

3.8 CE引脚

CE引脚是芯片使能控制引脚。将该引脚拉低可以使能芯片，开始充电过程。若拉高该引脚，则关闭充电功能，进入低功耗模式。CE引脚通常接到一个外部控制电路中，用于启用或禁用充电功能。

四、TP4056的典型应用电路

TP4056的应用电路简单而高效，通常只需要少量外围元件即可实现功能全面的锂电池充电器。以下介绍几种典型应用电路设计。

4.1 基本充电电路

一个基本的TP4056充电电路主要由TP4056芯片、一个电流设置电阻、以及用于状态指示的LED组成。

电路设计

• VCC 连接到外部5V电源，如USB接口。

• BAT 连接到锂电池的正极。

• GND 连接到地。

• PROG 连接到一个电阻R_PROG，用于设置充电电流。

• CHRG 和 STDBY 分别连接到两个LED，通过电阻限流，用于指示充电状态。

工作原理

当外部电源接通后，TP4056开始对电池充电。CHRG引脚低电平，指示正在充电。当电池电压达到4.2V且充电电流降至设定值的10%以下时，TP4056停止充电，STDBY引脚低电平，指示充电完成。

4.2 带温度保护的充电电路

在一些对充电安全性要求较高的应用中，可以增加一个NTC热敏电阻接入TEMP引脚，以实现温度保护功能。

电路设计

• TEMP 引脚连接到一个NTC热敏电阻的两端。

• 当温度过高时，NTC热敏电阻的阻值减小，TEMP引脚电压降低，TP4056自动减少充电电流。

工作原理

该电路能够有效防止锂电池在高温环境下充电时因过热而导致的安全隐患。当温度恢复正常后，TP4056将自动恢复正常充电电流。

4.3 带自动断电功能的充电电路

在某些应用中，当外部电源断开时，希望充电器能够自动断电，以减少电池的损耗。

电路设计

• 在CE引脚上连接一个NPN晶体管，用作控制开关。

• 外部电源接通时，晶体管导通，CE引脚拉低，TP4056启动充电。

• 外部电源断开时，晶体管截止，CE引脚拉高，TP4056进入低功耗模式。

工作原理

此设计能够确保在外部电源断开时自动关闭TP4056，避免电池通过TP4056的漏电流耗尽，提高电池寿命。

五、TP4056的优缺点

5.1 优点

1. 简单易用：TP4056外围电路简单，无需大量复杂的元件即可实现功能完整的锂电池充电器。

2. 多种保护功能：包括过温保护、过压保护、短路保护等，提升了充电的安全性。

3. 高性价比：相比一些复杂的充电管理芯片，TP4056具有非常高的性价比，特别适合大批量生产的便携设备。

5.2 缺点

1. 充电速度相对较慢：最大充电电流为1A，可能不适合需要快速充电的场合。

2. 不适用于多节电池：TP4056仅适用于单节锂电池的充电，不适合多节串联电池的应用。

六、总结

TP4056作为一款经济高效的单节锂电池充电管理芯片，广泛应用于各种便携式电子设备中。其简单的设计、全面的保护功能以及可靠的充电性能，使其成为许多设计人员的首选。本文详细介绍了TP4056的主要参数、引脚定义、典型应用电路以及其优缺点，希望能为设计人员提供有价值的参考。

在未来的电子设计中，随着锂电池技术的不断发展，TP4056可能会继续作为一款经典的充电管理芯片，为便携设备的设计提供可靠的充电解决方案。