锂电池充电芯片TP4056的保护电路设计
tp4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的sop8封装与较少的外部元件数目使得tp4056成为便携式应用的理想选择。tp4056可以适合usb电源和适配器电源工作。由于采用了内部pmosfet架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2v，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，tp4056将自动终止充电循环。当输入电压(交流适配器或usb电源)被拿掉时，tp4056自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至2ua以下。tp4056在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至55ua。tp4056的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的led状态引脚。
特点
·高达1000ma的可编程充电电流 ;
·无需mosfet、检测电阻器或隔离二极管 ;
·用于单节锂离子电池、采用sop封装的完整线性充电器 ;
·恒定电流/恒定电压操作，并具有可在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调节功能;
·精度达到±1.5%的4.2v预设充电电压;
·用于电池电量检测的充电电流监控器输出;
·自动再充电;
·充电状态双输出、无电池和故障状态显示;
·c/10充电终止;
·待机模式下的供电电流为55ua;
·2.9v涓流充电器件版本;
·软启动限制了浪涌电流;
·电池温度监测功能;
·采用8引脚sop-pp封装。
这个tp4056datasheet的原理图还是有些不清楚的地方，所以分享下自己的原理图。
见下：如何改变充电电流：大家可以看到原理图上的r14，通过调节 这个电阻的大小，可以改变充电电流的大家。另附一张充电电流与r14的关系表给各位。
说几点在设计时候的注意事项：
1.tp4056的充电电流最好保持在电池容量的0.37c，也就是容量的0.37倍，比如1000mah的电池，充电电流400ma这样就够了。过快的充电速度，将导致充电效果很差，冲完了电池电压就掉很多。
2.如果tp4056的输入电压过高，比如5.2甚至5.5v，会造成充电电流不足1000mah，这是正常的。电压高了，芯片发热会自动减少充电电流，不至于烧毁芯片。
3.另外，芯片在工作中60摄氏度左右的发热是正常的，毕竟它的充电电流很大。(ps:如果有条件，可以采用8*8mm的铝散热片+3m导热贴，增加芯片散热。
最后，在tp4056充电电路基础上增加过充电过放电保护电路，更好地保护充电电池。
过充电保护：正常状态下，对电池进行充电，如果使vdd端电压升高超过过电压充电保护阈值voc，且持续时间超过过电压充电保护延迟时间toc，则dw01f将使充电控制端cout由高电平转为vm端电平(低电平)，从而使外接充电控制n-mos管q1关闭，充电回路被“切断”，即dw01f进入过电压充电保护状态。
过放电保护：正常状态下，如果电池放电使vdd端电压降低至过电压放电保护阈值vod，且持续时间超过过电压放电保护延迟时间tod，则dw01f将使放电控制端dout由高电平转为vss端电平( 低电平)，从而使外接放电控制n-mos管q2 关闭， 放电回路被“切断”，即dw01f进入过电压放电保护状态。 同时，vm端电压将通过内部电阻rvmd被上拉到vdd。
过电流放电或电池短路保护：
正常状态下，通过负载对电池放电dw01f电路的vm端电压将随放电电流的增加而升高。如果放电电流增加使 vm 端电压超过过电流放电保护阈值voi1，且持续时间超过过电流放电保护延迟时间toi1，则dw01f进入过电流放电保护状态;如果放电电流进一步增加使vm 端电压超过电池短路保护阈值voi2，且持续时间超过短路延迟时间toi2，则dw01f进入电池短路保护状态。dw01f处于过电流放电/电池短路保护状态时，dout端将由高电平转为vss端电平，从而使外接放电控制n-mos管q2关闭，放电回路被“切断” ;同时，vm端将通过内部电阻rvms连接到vss，放电负载取消后，vm端电平即变为vss端电平。与dw01fa相接的mos管选用的是8205a，两个n沟道mos管。
参考电路如下：
更详细的解释如下：
(1)正常放电
该保护板的电路如图7所示，当电芯电压在2.5v～4.3v之间时，dw01的①、③脚均输出高电平(等于供电电压)，②脚电压为0v。此时8205a内的两只n沟道场效应管q1、q2均处于导通状态，由于8205a的导通电阻很小，相当于d、s极间直通，此时电芯的负极与保护电路的p-端相当于直接连通，保护电路有电压输出，其电流回路如下：b+→p+→负载。p-→8205a的②、③脚→8205a的①脚→8205a的⑧脚→8205a的⑥、⑦脚→b-。在此电路中，8205a内部场效应管q1、q2可等效为两只开关，当q1或q2的g极电压大于1v时，开关管导通，d、s间内阻很小(数十毫欧姆)，相当于开关闭合;当g极电压小于0.7v时，开关管截止，d、s极间的导通内阻很大(几兆欧姆)，相当于开关断开。
(2)过放电保护
当电芯通过外接的负载进行放电时，电芯两端的电压将慢慢降低，同时dw01内部将通过电阻r1实时监测电芯电压，当电芯电压下降到2.3v(通常称为过放保护电压)时，dwo1认为电芯已处于过放电状态，其①脚电压变为0，8205a内q1截止，此时电芯的b-与-之间处于断开状态，即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。进入过放电保护状态后，电芯电压会上升，若能上升到ic的门限电压(一般为3.1v，通常称为过放保护恢复电压)，dw0的①脚恢复输出高电平，8205a内的q1再次导通。
(3)电池充电
无论保护电路是否进入过放电状态，只要给保护电路的p+与p-端间加上充电电压，dw0经b一端检测到充电电压后，便立即从③脚输出高电平，8205a内的q2导通，即电芯的b-保护电路的p-通，充电器对电芯充电，其电流回路如下：充电器正极→p+→b+→b-、8205a的⑥、⑦脚→8205a的⑧脚→8205a的①脚→8205a的②、③脚→p-→充电器负极。
(4)过充电保护
充电时，当电池通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯两端的电压将逐渐升高，当电芯电压升高到4.4v(通常称为过充保护电压)时，dw01将判断电芯已处于过充电状态，便立即使③脚电压降为0v，8205a内的q2因5脚为低电平而截止，此时电芯的b一极与保护电路的p-端之间处于断开状态并保持，即电芯的充电回路被切断，停止充电。
当保护电路的p+与p-端接上放电负载后，虽然q2截止，但其内部的二极管正方向与放电回路的电流方向相同，所以仍可对负载放电。当电芯两端电压低于4.3v(通常称为过充保护恢复电压)时，dw01将退出过充电保护状态，③脚重新输出高电平，q2导通，即电芯的b-端与保护电路p-端又重新接上，电芯又能进行正常的充放电。
(5)过流保护
由于mos开关管饱和导通时也存在内阻，所以有电流流过时mos开关管的d、s极间就会产生压降，保护控制ic会实时检测mos开关管d、s极的电压，当电压升到ic保护门限值(一般为0.15v，称为放电过流检测电压)时，其放电保护执行端马上输出低电平，放电控制mos开关管关断，放电回路被断开。
在图中，dw01通过接在v-端和vss端之间的电阻r2实时检测mos开关管上的压降。当负载电流增大时，q1或q2上的压降也必然增大，当该压降达到0.2v时，dwo1便判断负载电流到达了极限值，于是其①脚电压降为0v， 8205a内部的放电控制管q1关闭，切断电芯的放电回路。实现过电流保护。
(6)过温保护
保护板上的t端口为过温保护端，与用电器的cpu相连。常见的过温保护电路较简单，就是在t端与p-端接一只ntc电阻(图中的r4)，该电阻紧贴电芯安装。当用电器长时间处于大功率工作状态时(如手机长时间处于通话状态)，电芯温度会上升，则ntc阻值会逐渐下降，用电器的cpu对ntc阻值进行检测，当阻值下降到cpu设定阈值时，cpu立即发出关机指令，让电池停止对其供电，只维持很小的待机电流，从而达到保护电池的目的。
提示：当保护板处于保护状态时，可以短接b-、p-端来激活保护板，这时控制芯片的充、放电保护执行端(oc、od)均会输出高电平，让mos开关管导通。
LTE网络容量空中接口测试
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比较移动设备的常见电池类型
各国的半导体行业发展如何呢？我国的半导体行业的总销售额是多少呢？
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·用于电池电量检测的充电电流监控器输出;
·自动再充电;
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·c/10充电终止;
·待机模式下的供电电流为55ua;
·2.9v涓流充电器件版本;
·软启动限制了浪涌电流;
·电池温度监测功能;
·采用8引脚sop-pp封装。
这个tp4056datasheet的原理图还是有些不清楚的地方，所以分享下自己的原理图。
见下：如何改变充电电流：大家可以看到原理图上的r14，通过调节 这个电阻的大小，可以改变充电电流的大家。另附一张充电电流与r14的关系表给各位。
说几点在设计时候的注意事项：
1.tp4056的充电电流最好保持在电池容量的0.37c，也就是容量的0.37倍，比如1000mah的电池，充电电流400ma这样就够了。过快的充电速度，将导致充电效果很差，冲完了电池电压就掉很多。
2.如果tp4056的输入电压过高，比如5.2甚至5.5v，会造成充电电流不足1000mah，这是正常的。电压高了，芯片发热会自动减少充电电流，不至于烧毁芯片。
3.另外，芯片在工作中60摄氏度左右的发热是正常的，毕竟它的充电电流很大。(ps:如果有条件，可以采用8*8mm的铝散热片+3m导热贴，增加芯片散热。
最后，在tp4056充电电路基础上增加过充电过放电保护电路，更好地保护充电电池。
过充电保护：正常状态下，对电池进行充电，如果使vdd端电压升高超过过电压充电保护阈值voc，且持续时间超过过电压充电保护延迟时间toc，则dw01f将使充电控制端cout由高电平转为vm端电平(低电平)，从而使外接充电控制n-mos管q1关闭，充电回路被“切断”，即dw01f进入过电压充电保护状态。
过放电保护：正常状态下，如果电池放电使vdd端电压降低至过电压放电保护阈值vod，且持续时间超过过电压放电保护延迟时间tod，则dw01f将使放电控制端dout由高电平转为vss端电平( 低电平)，从而使外接放电控制n-mos管q2 关闭， 放电回路被“切断”，即dw01f进入过电压放电保护状态。 同时，vm端电压将通过内部电阻rvmd被上拉到vdd。
过电流放电或电池短路保护：
正常状态下，通过负载对电池放电dw01f电路的vm端电压将随放电电流的增加而升高。如果放电电流增加使 vm 端电压超过过电流放电保护阈值voi1，且持续时间超过过电流放电保护延迟时间toi1，则dw01f进入过电流放电保护状态;如果放电电流进一步增加使vm 端电压超过电池短路保护阈值voi2，且持续时间超过短路延迟时间toi2，则dw01f进入电池短路保护状态。dw01f处于过电流放电/电池短路保护状态时，dout端将由高电平转为vss端电平，从而使外接放电控制n-mos管q2关闭，放电回路被“切断” ;同时，vm端将通过内部电阻rvms连接到vss，放电负载取消后，vm端电平即变为vss端电平。与dw01fa相接的mos管选用的是8205a，两个n沟道mos管。
参考电路如下：
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(1)正常放电
该保护板的电路如图7所示，当电芯电压在2.5v～4.3v之间时，dw01的①、③脚均输出高电平(等于供电电压)，②脚电压为0v。此时8205a内的两只n沟道场效应管q1、q2均处于导通状态，由于8205a的导通电阻很小，相当于d、s极间直通，此时电芯的负极与保护电路的p-端相当于直接连通，保护电路有电压输出，其电流回路如下：b+→p+→负载。p-→8205a的②、③脚→8205a的①脚→8205a的⑧脚→8205a的⑥、⑦脚→b-。在此电路中，8205a内部场效应管q1、q2可等效为两只开关，当q1或q2的g极电压大于1v时，开关管导通，d、s间内阻很小(数十毫欧姆)，相当于开关闭合;当g极电压小于0.7v时，开关管截止，d、s极间的导通内阻很大(几兆欧姆)，相当于开关断开。
(2)过放电保护
当电芯通过外接的负载进行放电时，电芯两端的电压将慢慢降低，同时dw01内部将通过电阻r1实时监测电芯电压，当电芯电压下降到2.3v(通常称为过放保护电压)时，dwo1认为电芯已处于过放电状态，其①脚电压变为0，8205a内q1截止，此时电芯的b-与-之间处于断开状态，即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。进入过放电保护状态后，电芯电压会上升，若能上升到ic的门限电压(一般为3.1v，通常称为过放保护恢复电压)，dw0的①脚恢复输出高电平，8205a内的q1再次导通。
(3)电池充电
无论保护电路是否进入过放电状态，只要给保护电路的p+与p-端间加上充电电压，dw0经b一端检测到充电电压后，便立即从③脚输出高电平，8205a内的q2导通，即电芯的b-保护电路的p-通，充电器对电芯充电，其电流回路如下：充电器正极→p+→b+→b-、8205a的⑥、⑦脚→8205a的⑧脚→8205a的①脚→8205a的②、③脚→p-→充电器负极。
(4)过充电保护
充电时，当电池通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯两端的电压将逐渐升高，当电芯电压升高到4.4v(通常称为过充保护电压)时，dw01将判断电芯已处于过充电状态，便立即使③脚电压降为0v，8205a内的q2因5脚为低电平而截止，此时电芯的b一极与保护电路的p-端之间处于断开状态并保持，即电芯的充电回路被切断，停止充电。
当保护电路的p+与p-端接上放电负载后，虽然q2截止，但其内部的二极管正方向与放电回路的电流方向相同，所以仍可对负载放电。当电芯两端电压低于4.3v(通常称为过充保护恢复电压)时，dw01将退出过充电保护状态，③脚重新输出高电平，q2导通，即电芯的b-端与保护电路p-端又重新接上，电芯又能进行正常的充放电。
(5)过流保护
由于mos开关管饱和导通时也存在内阻，所以有电流流过时mos开关管的d、s极间就会产生压降，保护控制ic会实时检测mos开关管d、s极的电压，当电压升到ic保护门限值(一般为0.15v，称为放电过流检测电压)时，其放电保护执行端马上输出低电平，放电控制mos开关管关断，放电回路被断开。
在图中，dw01通过接在v-端和vss端之间的电阻r2实时检测mos开关管上的压降。当负载电流增大时，q1或q2上的压降也必然增大，当该压降达到0.2v时，dwo1便判断负载电流到达了极限值，于是其①脚电压降为0v， 8205a内部的放电控制管q1关闭，切断电芯的放电回路。实现过电流保护。
(6)过温保护
保护板上的t端口为过温保护端，与用电器的cpu相连。常见的过温保护电路较简单，就是在t端与p-端接一只ntc电阻(图中的r4)，该电阻紧贴电芯安装。当用电器长时间处于大功率工作状态时(如手机长时间处于通话状态)，电芯温度会上升，则ntc阻值会逐渐下降，用电器的cpu对ntc阻值进行检测，当阻值下降到cpu设定阈值时，cpu立即发出关机指令，让电池停止对其供电，只维持很小的待机电流，从而达到保护电池的目的。
提示：当保护板处于保护状态时，可以短接b-、p-端来激活保护板，这时控制芯片的充、放电保护执行端(oc、od)均会输出高电平，让mos开关管导通。
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