news 2026/4/26 23:14:58

TP4581 带自动开关机的锂电池充放电解决方案

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
TP4581 带自动开关机的锂电池充放电解决方案
概述
TP4581是一款集成线性充电管理、同步升压转换、电池电量指示和多种保护功能的单芯片电源管理 SOC,为锂电池的充放电提供完整的单芯片电源解决方案。
TP4581内部集成了线性充电管理模块、同步升压放电管理模块、电量检测与 LED指示模块、保护模块、按键模块和自动开关机模块。TP4581内置充电与放电功率MOS,充电电流为 500mA,最大同步升压输出电流为500mA
TP4581采用专利的充电电流自适应技术,同时采用专利的控制方式省去外部的功率设定电阻,降低功耗的同时降低系统成本。
TP4581内部集成了温度补偿、过温保护、过充与过放保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护等多种安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全。TP4581应用电路简单,只需很少的外围元件便可以实现锂电池充放电的完整方案,极大的节省了系统的成本和体积。
特点
线性充电,同步升压
集成电源路径管理,支持边充边放
最大升压输出电流500mA
充电电流500mA
负载自动检测开关机
按键单击开机,双击关机
自动关机对应输出电流7mA
充电电流自适应技术
智能温度控制与过温保护
支持涓流充电以及零电压充电
集成多种保护功能
封装形式:ESOP8L
应用
蓝牙耳机充电仓
锂电池电子设备
其他小功率电源管理应用
典型应用电路
备注:
1:当耳机在仓充满,转灯后指示灯常亮不灭,耳机从OUT端拉电流大于4mA左右时,C4可根据实际情况选用合适电容来增加自动关机电流,使耳机充满后 TP4581能够自动关机,电容典型值10uF
2:当耳机充满后,耳机从OUTOUT弱拉到BAT)端拉的电流较大,OUT电压下降过多导致耳机自动开机时,R2可根据实际情况选用合适电阻来降低 BATOUT电阻的阻值,使耳机在充满后保持关机状态,电阻典型值240KΩ
管脚
管脚描述
极限参数(注1
推荐工作范围
应用说明
线性充电
TP4581充电时工作在线性充电模式。当电池电压低于2.9V 时,芯片工作在涓流充电状态,涓流充电电流为50mA。当电池电压大于2.9V时,芯片进入恒流充电状态,恒流充电电流为 500mA。当电池电压达到4.2V时,芯片进入恒压充电状态,充电电流开始逐渐减小。当充电电流减小至120mA时,线性充电过程完成,芯片进入待机状态。TP4581具有智能再充电功能,在待机状态中,芯片监控 BAT电压,当BAT电压下降至4.0V时,VDD重新对电池进行充电,开始新的充电循环。
边充边放
TP4581集成了电源路径管理,支持边充边放功能。在充电电源接入和 OUT端有负载接入的情况下,TP4581工作在边充边放模式,线性充电的同时 OUT端提供电源输出。当充电电源移除后,TP4581马上自动开机进入同步升压模式。为了提高系统的可靠性,边充边放模式下,
TP4581也具有输出过流和短路保护功能。当输出过流或短路发生时,芯片关闭放电路径,此时充电路径不受影响。当负载移除后,放电路径重新打开,边充边放功能恢复。
自动开关机与按键开关机
TP4581具有负载自动检测功能。当输出负载接入时,TP4581 可自动识别到并开启同步升压输出。TP4581自动开机的最小负载识别电流为 10uA。当输出负载电流减小到典型值 7mA时并经过16s延时后,TP4581关闭同步升压输出,芯片进入低功耗待机状态。TP4581同时集成了按键开关机功能。单击按键时间大于 50ms时,TP4581 开启同步升压输出,此时在500ms时间内双击
按键,TP4581关闭同步升压输出,芯片进入低功耗待机状态。
在待机状态时,BATOUT端通过一个120KΩ电阻相连。当输出开路时,OUT端电压等于BAT电压;当输出有很小的负载电流消耗时,则 OUT端的电压根据负载电流的大小而不同。
低功耗智能待机
TP4581具有很低的待机功耗。芯片关机后并且输出开路时,TP4581的待机电流可低至19uA
电池低压保护
启动时,当BAT电压大于3.15V,升压电路开始工作,工作过程中如果电池电压低于 3.05V,则LED2会以2HZ频率快闪提醒电量较低,当电池电压低于 2.85V,则放电输出关闭,TP4581进入低电流待机模式。
智能温度控制
TP4581内部集成了温度反馈环路,充电或放电时,如果芯片内部的温度升高到 115℃,充电电流或放电电流会智能的随着芯片内部的温度升高而降低,从而减小系统功耗以抑制温升,保护芯片不被高温损坏,如果芯片温度升高到 150℃时,芯片停止工作,等到芯片温度降低到130℃后再重新恢复工作。
保护功能
TP4581集成了过充保护、过放保护、温度保护、输出过压保护、输出过流保护和输出短路保护等多重保护功能,以保证芯片和锂离子电池的安全。在应用上也可以额外增加一颗 DW01来对系统进行双重保护。
TP4581的输出短路和过流保护具有锁死功能。在保护发生后,把输出移除再接上或者单击按键可以使同步升压电路重新工作并重新检测输出过流/短路,直到故障移除。
元件选择
1OUT输出电容选择质量较好的低ESR的贴片电容,否则会影响输出纹波。
2、电感L1需采用功率电感且饱和电流满足应用要求,否则因电感饱和可能会导致芯片工作不正常。
PCB设计参考
1IC下面敷铜接GND,地线铺开面积要尽量大,其它不重要的线都可以绕开以满足地线需要。
2BAT电容既要靠近芯片BAT脚又要靠近电感;BAT电容的地线尽量接在大面积地线上,不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。
3VDD电容靠近芯片VDD脚,其地线尽量接在大面积地线上,不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。
4OUT输出电容尽量靠近芯片,其地线尽量接在大面积地线上,不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。
5、电感需靠近BAT电容,电感和BAT电容以及芯片尽量在同一层不要过过孔,电感到 SW的走线尽量短而粗。
充放电指示
LED1LED2分别为充放电状态指示引脚,不同状况时LED状态如下:
①接入VDD时,LED2熄灭,LED1点亮并根据电池电压指示充电状态。电池充满之前,LED11Hz频率闪烁,电池充满电后 LED1保持常亮。
②放电时,LED1熄灭,LED2点亮并根据电池电压指示放电状态。电池电压大于3.05V时,LED2保持常亮。若电池电压低于 3.05VLED2会以2HZ的频率快闪提示电量低,直到电池电压低于2.85VLED2熄灭,停止放电,进入低功耗低压保护模式,需要重新充电至 3.15V以上才可以再次放电。
LED1LED2工作状态表
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