TP4054

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微型线性电池管理芯片 概述 TP4054是一个完善的单片锂离子电池恒流/恒压线形电源管理芯片。它薄的尺寸和小的外包装使它便于便携 用。更值得一提的是，TP4054专门设计适用于USB的供电规格。得益于内部的MOSFET结构，在应用上不需要 外部电阻和阻塞二极管。在高能量运行和高外围温度时，热反馈可以控制充电电流以降低芯片温度。 充电电压被限定在4.2V，充电电流通过外部电阻调节。在达到目标充电电压后，当充电电流降低到设定值的1/10时， TP4054就会自动结束充电过程。TP4054还可被设置于停止工作状态，使电源供电电流降到25μA。 TP4054确保电池接反时芯片自动进入保护状态，确保IC不被击穿导致电池自放电引起事故。 其余特性包括：充电 电流监测，输入低电压闭锁，自动重新充电和充电已满及开始充电的标志。 特点 ◆瞬间耐压11V ◆可编程使充电电流可达500mA ◆不需要MOSFET，传感电阻和阻塞二极管 ◆小的尺寸实现对锂离子电池的完全线形充电管理 ◆恒电流/恒电压运行和热度调节使得电池管理效 力最高，没有热度过高的危险 ◆从USB接口管理单片锂离子电池 ◆精度达到± 1%的4.2V预设充电电压 ◆充电电流输出监控 ◆充电状态指示标志 ◆1/10充电电流终止 ◆停止工作时提供25μA电流 ◆2.9V涓流充电阈值电压 ◆软启动限制浪涌电流电流 ◆电池反接保护 应用 ◆ 手机、PDA、MP3 ◆ 蓝牙应用 CHRG GND BAT VCC 1 2 3 5 4 PROGT P4054采用SOT-23-5L封装 www.umw-ic.com 1 友台半导体有限公司

典型应用电路 VCC BAT GND VIN 4.5V-6.5V PROG 单锂电池充电器 4.7μF 10μF 4.2V锂电池 基本电路 VCC PROG GND 5V适配器 BAT USB/适配器电源锂充电器 4.7μF 10μF 锂电池 典型电路 USB电源 10K 2.5K 100mA/ 500mA µ C 带反向输入保护的锂充电器 VCC BAT GND PROG 4.7μF 10μF2K 5V适配器 500mA 功能齐全的单锂电池充电器 VCC BAT GND PROG 4.7μF 10μF 500mA CHRG VIN=5V TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 2 友台半导体有限公司

管脚描述 CHRG GND BAT VCC 1 2 3 5 4 PROG引 脚功能 CHRG（引脚1）：漏极开路充电状态输出。当充电时，CHRG端口被一个内置的N沟道MOSFET置于低电位。当充 电完成时，CHRG呈现高阻态。当TP4054检测到低电锁定条件时，CHRG呈现高阻态。当在BAT引脚和地之间接 一1μF的电容，就可以完成电池是否接好的指示，当没有电池时，LED灯会快速闪烁。 GND（引脚2）：接地端。 BAT（引脚3）：充电电流输出端。给电池提供充电电流并控制浮动电压最终达到4.2V。电池接反时，内部保护电路保 护VBAT的ESD二极管不被烧坏，同时GND与BAT之间形成大约0.7mA电流。 VCC（引脚4）：提供正电压输入。为充电器供电。VCC可以为4.25V到6.5V并且必须有至少1μF的旁路电容。如果 BAT引脚端电压与VCC的压差降到30mV以内时，TP4054进入停工状态，并使BAT电流降到2μA以下。 PROG（引脚5）：充电电流编程，充电电流监控和关闭端。充电电流由一个精度为1%的接到地的电阻控制PROG脚。 在恒定充电电流状态时，此端口提供1V的电压。在所有状态下，此端口电压都可以用下面的公式测算充电电流：IBAT = (VPROG/RPROG)× 1000。 PROG端口也可用来关闭充电器。 把编程电阻同地端分离可以通过上拉的2μA电流源拉高PROG 端口电压。当达到1.21V的极限停工电压值时，充当器进入停止工作状态，充电结束，输入电流降至25μA。此端口夹 断电压大约2.4V。给此端口提供超过夹断电压的电压，将获得1.5 mA的高电流。再使PROG和地端结合将使充电器回 到正常状态。 管脚号 管脚名 描述

1 CHRG 漏极开路充电状态输出。

2 GND 接地端。

3 BAT 充电电流输出端。

4 VCC 提供正电压输入。

5 PROG 充电电流编程，充电电流监控和关闭端。

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特性曲线 充电电流与PROG引脚电压的关系曲线 PROG引脚电压与PROG上拉电流关系曲线 浮充电压与充电电流关系 浮充电压与电源电压关系 100 200 300 400 500 600 IBAT(mA) VPROG(V) Charge Current Vsprog Pin Voltage IPROG(uA) VPROG(V) PROG Pin Current VS PROG Pin Voltage(Pull-Up Current ) 3.9 3.95 4.05 4.1 4.15 4.2 4.25 0 102.7234.9384 410 489 536 565 585 606 VFLOAT(V) IBAT(mA) Regulated Output (FlOAT) Voltage VS Charge Current 4.227 4.228 4.229 4.23 4.3 4.5 5 5.5 6 6.5 VFLOAT(V) VCC(V) Regulated Output (FlOAT) Voltage VS Supply Voltage TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 4 友台半导体有限公司

I-V曲线 充电电压与充电电流关系 充电电流与电源电压关系 涓流电流与电源电压关系 0.5 1 2 3 4 5 6 ICHRG(mA) VCHRG(V) CHRG Pin I-V Curve (Strong Pull- Down State) 100 200 300 400 500 4 4.2 4.5 5 5.5 6 6.5 IBAT(mA) VCC(V) Charge Current VS Supply Voltage PROG=2K PROG=10K 4.2 4.5 5 5.5 6 6.5 TRIKL(mA) VCC(V) Trickle Charge Current VS Supply Voltage PROG=10K PROG=2K TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 5 友台半导体有限公司

工 作原理 TP4054是一款采用恒定电流/恒定电压算法的单节锂离子电池充电器。它能够提供最大500mA左右的充电电 流（借助一个热设计良好的PCB布局）和一个内部P沟道功率MOSFET和热调节电路。无需隔离二极管或外部电流 检测电阻器。 恒流充电模式 充电电流=IBAT CHRG=强下拉 预充模式 充电电流=1/10IBAT CHRG=强下拉 关断模式 VDD<3.6V VDD<VBAT 电池反接 CHRG=高阻抗 恒压充电模式 充电电压=4.2V CHRG=强下拉 充电结束 无充电电流 CHRG=高阻抗 VBAT<2.9V VBAT＞2.9V VBAT=4.1V 充电电流<1/10IBAT VBAT<4.1VVBAT＞2.9V正 常充电循环 当Vcc引脚电压升至UVLO门限电平以上且在PROG引脚与地之间连接了一个精度为1%的设定电阻器或当一个电 池与充电器输出端相连时， 一个充电循环开始。 如果BAT引脚电平低于2.9V，则充电器进入涓流充电模式。 在该模式中， TP4054提供约1/10的设定充电电流，以便将电流提升至一个安全的电平，从而实现满电流充电。 当BAT引脚电压升至2.9V以上时，充电器进入恒定电流模式，此时向电池提供恒定的充电第暖流。当BAT引脚电压 达到最终浮充电压（4.2V）时，则进入恒定电压模式，且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的1/10时，充电 循环结束。 充电电流的设定 充电电流是采用一个连接在PROG引脚与地之间的电阻器来设定的。电流充电电流是PROG引脚输出电流的1000 倍。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算： 从BAT引脚输出的充电电流可通过监视PROG引脚电压随时确定，公式如下： TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 6 友台半导体有限公司

RPROG与充电电流的关系确定可残空下表： 电池反接保护功能 TP4054具备锂电池反接保护功能，档锂电池正负极反接于LTC4054ES5-4.2TR电流输出引脚，TP4054会停机显 示故障状态，无充电电流。反接情况下，电源电压应在标准电压5V左右，不应超过8V。过高的电源电压在反接电 池电压情形下，芯片压差会超过10V，故在反接情况下电源电压不宜过高。 充电状态指示器（CHRG） TP4054有一个漏极开路状态指示输出端“CHRG”。当充电器处于充电状态时，CHRG被拉到低电 平，在其它状态，CHRG处于高阻态。当电池没有接到充电器时，CHRG输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接 端BAT管脚的外接电容为10uF时CHRG闪烁周期约0.5-2秒。当不用状态指示功能时，将不用的状态指示输出端接到 热限制 如果芯片温度试图升至约120℃的预设值以上，则一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流。该功能可防止 TP4054过热，并允许用户提高给定电路板功率处理能力的上限而没有损坏TP4054的风险。 在保证充电器将在最坏情况条件下自动减小电流的前提下，可根据典型（而不是最坏情况）环境温度来设定充电电 流。有关SOT-23功率方面的考虑将在“热考虑”部分做进一步讨论。 RPROG(K) IBAT(mA) 1.4 600 2 500 2.2 400 3 300 5 200 10 100 带电池充电指示灯状态 CHRG 正常充电状态 常亮 电池充满状态 灭 电池反接，电源欠压 灭 无电池上电 闪烁 TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 7 友台半导体有限公司

结构框图 GND TA 120℃ TDIE VCC CA 3MA VA BAT C1 REF 1.21V TO BAT 2.9V CHRG STANDBY SHDN PROG RPROG VCC 3μA 0.1V 1000X 5μA TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 8 友台半导体有限公司

最大额定值 (注1) 符号 符号说明 范围 单位 VCC 输入电压 Vss-0.3~Vss+7 V VPROG PROG端电压 Vss-0.3~Vss+0.3 V VBAT BAT端电压 Vss-0.3~7 V VCHRG CHRG端电压 Vss-0.3~Vss+10 V PDMAX 功耗 250 mW IBAT BAT端电流 500 mA IPROG PROG端电流 800 μA VESD 人体模式ESD能力 4 kV Latch-Up Pin脚之间的阻抗电流 400 mA TOPA 工作外围温度 -40~+85 ℃ TSTR 存储温度 -65~+125 ℃ 注1: 超出最大范围器件可能损毁。推荐工作范围内器件可以工作，但不保证其特性。电气特性表明的直流和交流特 性是在特定条件下测得，其特性可以保证。此特性假定器件在推荐工作范围内工作。未示出特性不保证其性能。 典型值是最佳性能点。 TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 9 友台半导体有限公司

电气特性 测试条件为25℃ 符号 符号说明 条件 最小值 典型值 最大值 单位 VCC 输入电压 4.2 6.5 V ICC 输入电流 充电模式（RPROG=10KΩ） 300 2000 μA 待机模式 200 500 μA 关断模式（RPROG不接， VCC<VBAT或VCC<VUV） 25 50 μA VFLOAT 输出控制电压 0℃<Ta<85℃，Ibat=40mA 4.158 4.2 4.242 V IBAT BAT端电流 RPROG=10K，电流模式 93 100 107 mA RPROG=2K，电流模式 465 500 535 mA VBAT=4.2V，待机模式 0 -2.5 -6 μA 关断模式 6 10 μA VBAT= - 4V，电池反接模式 0.7 mA VCC=0V，睡眠模式 6 10 μA ITRIKL 涓流充电电流 VBAT<VTRIKL，RPROG=2K 40 50 60 mA VTRIKL 涓流充电极限电压 RPROG=10K，VBAT上升 2.8 2.9 3.0 V VTRHYS 涓流充电迟滞电压 RPROG=10K 60 80 110 mV VUV 电源低电闭锁阈值电压 VCC从低升高 3.7 3.8 3.93 V VUVHYS 电源低电阈值迟滞电压 150 200 300 mV VMSD 手动关闭阈值电压 PROG脚上升 1.15 1.21 1.30 V PROG脚上升 0.9 1.0 1.1 V VASD VCC-VBAT停止工作阈值电压 VCC从低到高 70 100 140 mV VCC从高到低 5 30 50 mV ITERM C/10终端阈值电流 RPROG=10K 0.085 0.10 0.115 mA/ mA RPROG=2K 0.085 0.10 0.115 VPROG PROG端电压 RPROG=10K，电流模式 0.93 1.0 1.07 V VCHRG CHRG端最小输出电压 ICHRG=5mA 0.35 0.6 V ΔVRECG 电池再充电迟滞电压 VFLOAT-VRECHRG 100 200 mV tRECHG 充电比较器滤波时间 VBAT从高到低 0.8 1.8 4 mS tTERM 终止比较器滤波时间 IBAT跌至ICHG / 10以下 0.63 1.4 3 mS IPROG PROG脚上拉电流 2 μA TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 10 友台半导体有限公司

封装说明： SOT-23-5L Symbol Dimensions In Millimeters Dimensions In Inches Min Max Min Max A 1.050 1.250 0.041 0.049 A1 0.000 0.100 0.000 0.004 A2 1.050 1.150 0.041 0.045 b 0.300 0.500 0.012 0.020 c 0.100 0.200 0.004 0.008 D 2.820 3.020 0.111 0.119 E 1.500 1.700 0.059 0.067 E1 2.650 2.950 0.104 0.116 e 0.950 (BSC) 0.037 (BSC) e1 1.800 2.000 0.071 0.079 L 0.300 0.600 0.012 0.024 r 0º 8º 0º 8º e D E L c c r A TP4054 微型线性电池管理芯片 www.umw-ic.com 11 友台半导体有限公司