南京拓微集成电路有限公司
TP4057
实例:通过编程使一个从 5V USB 电源获得工
作电源的 TP4057 向一个具有 3.75V 电压的放
电锂离子电池提供 400mA 满幅度电流。假设
θJA 为 150℃/W(请参见电路板布局的考虑),
当 TP4057 开始减小充电电流时,环境温度近
似为:
TA =120°C −(5V −3.75V) •(400mA)•150°C/W
TA =120°C − 0.5W •150°C /W =120°C − 75°C
TA = 45°C
TP4057 可在 45℃以上的环境温度条件下使
用,但充电电流将被降至 400mA 以下。对于
一个给定的环境温度,充电电流可有下式近似
求出:
总体热性能方面也是颇有用处的。当进行 PC
板布局设计时,电路板上与充电器无关的其他
热源也是必须予以考虑的,因为它们将对总体
温升和最大充电电流有所影响。
下表罗列了几种不同电路板尺寸和铜面
积条件下的热阻。所有的测量结果都是在静止
空气中的 3/32″FR-4 电路板上(器件安装于其
顶面)获得的。
I BAT
=
120°C − TA
(VCC − VBAT ) • θ JA
再以 60℃的环境温度来考虑前面的例子。充
电电流将被大约减小至:
I BAT
=
(5V
120°C − 60°C
− 3.75V ) •150°C /W
= 60°C
187.5°C / A
IBAT = 320mA
不仅如此,正如工作原理部分所讨论的那样,
当热反馈使充电电流减小时,PROG 引脚上的
电压也将成比例地减小。
切记不需要在 TP4057 应用设计中考虑最
坏的热条件,这一点很重要,因为该 IC 将在
结温达到 120℃左右时自动降低功耗。
热考虑
由于 SOT23-6 封装的外形尺寸很小,大
电流应用中(400mA 以上)散热效果不佳可
能引起充电电流受温度保护而减小。请根据实
际电源电压设计热耗散电阻,芯片 Vcc 端输入
电压在 4.6V 为最佳,可得到较大充电电流,
一般热耗散电阻为 0.5 至 1 欧姆。采用一个热
设计精良的 PC 板布局以最大幅度地增加可使
用的充电电流,这一点同样重要。用于耗散 IC
所产生的热量的散热通路从芯片至引线框架,
并通过峰值后引线(特别是接地引线)到达
PC 板铜面。PC 板铜面为散热器。引脚相连的
铜箔面积应尽可能地宽阔,并向外延伸至较大
的铜面积,以便将热量散播到周围环境中。至
内部或背部铜电路层的通孔在改善充电器的
VCC 旁路电容器
输入旁路可以使用多种类型的电容器。然
而,在采用多层陶瓷电容器时必须谨慎。由于
有些类型的陶瓷电容器具有自谐振和高 Q 值
的特点,因此,在某些启动条件下(比如将充
电器输入与一个工作中的电源相连)有可能产
生高的电压瞬态信号,建议采用电解电容或钽
电容。
充电电流软启动
TP4057 包括一个用于在充电循环开始时
最大限度地减小涌入电流的软启动电路。当一
个充电循环被启动时,充电电流将在 20mS 左
右的时间里从 0 上升至满幅全标度值。在启动
过程中,这能够起到最大限度地减小电源上的
瞬变电流负载的作用。
CHRG 状态输出引脚
当一个放电电池被连接到充电器时,充电
循环的恒定电流部分开始, CHRG 引脚电平
被拉至地。CHRG 引脚能够吸收高达 10mA 的
电流,以驱动一个用于指示充电循环正在进行
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