TP4056은 단일 셀 리튬 이온 및 리튬 폴리머 배터리용으로 설계된 소형 충전 IC입니다. 정전류 및 정전압을 통해 충전을 제어하며 4.2V에서 자동 종단됩니다. 모듈에는 USB 입력, LED 표시등 및 선택적 보호 회로가 포함되는 경우가 많습니다. 이 문서에서는 사양, 충전 프로세스, 배선, 안전 및 응용 분야에 대한 자세한 정보를 제공합니다.
씨1. TP4056 모듈 개요
씨2. TP4056 전기 사양
씨3. TP4056 모듈의 구성 요소
그림 1. TP4056 모듈
TP4056 모듈 개요
TP4056은 단일 셀 리튬 이온 및 리튬 폴리머 배터리용으로 설계된 선형 충전 IC입니다. 안전한 충전을 보장하기 위해 전압과 전류를 조절하고 셀이 4.2V에 도달하면 자동으로 중지됩니다. 일반적으로 기성 충전 모듈에 통합되어 USB 입력(Micro-USB 또는 Type-C), 5V 입력 및 배터리 단자를 위한 명확한 연결 패드, 충전 상태를 위한 LED 표시기를 제공하여 배터리 관리를 단순화합니다. 일부 모듈 버전에는 과충전, 과방전 및 단락을 방지하기 위한 보호 회로도 내장되어 있습니다.
TP4056 전기 사양
| 매개변수 | 일반적인 값/범위 |
|---|---|
| 입력 전압 범위 | 4.0V – 8.0V(최대 8V) |
| 충전 종료 전압 | 4.2V ± 1.5% |
| 최대 충전 전류 | 최대 1A(저항에 의해 설정) |
| 세류 (Pte-Charge) 전압 | 약 2.9V |
| 종단 전류 | 약 0.1 × I\_CHG (C/10) |
| 과열 시 전원 차단 | \~145 °C(자동 조절) |
TP4056 모듈의 구성 요소
모듈의 각 부분은 전압 제어, 전류 관리 및 배터리 보호에 특정 역할을 합니다.
TP4056 IC
TP4056 IC는 전체 충전 프로세스를 제어하는 모듈의 핵심입니다. 칩은 전압과 전류를 자동으로 조절하고 배터리가 가득 차면 충전을 중지하고 전압이 떨어지면 다시 시작합니다.
보호 회로(DW01A + 8205A MOSFET)
대부분의 TP4056 모듈에는 내장 배터리 관리 시스템(BMS)을 형성하는 DW01A IC 및 이중 8205A MOSFET이 포함되어 있습니다. 이 섹션은 과충전, 과방전, 단락 및 과도한 전류로부터 배터리를 보호합니다. 전압 레벨이 너무 낮아지면 자동으로 부하를 차단하고 배터리를 다시 안전하게 사용할 수 있게 되면 다시 연결합니다. 이를 통해 사용자 안전과 배터리 내구성을 모두 보장합니다.
Micro-USB 또는 Type-C 입력 포트
입력 포트는 충전에 필요한 5V DC 전원을 공급합니다. USB 충전기, 보조 배터리 또는 컴퓨터에 연결할 수 있습니다. 대부분의 모듈은 Micro-USB 포트를 사용하는 반면 최신 버전에는 최신 호환성을 위한 Type-C 커넥터가 포함되어 있습니다. 포트는 IN+(VCC) 및 IN–(GND) 핀에 연결되어 충전 회로에 안정적인 전원을 공급합니다.
표시기 LED
모듈에는 충전 상태를 표시하는 두 개의 LED가 있습니다. 배터리가 충전 중일 때 빨간색 LED가 켜지고 충전이 완료되거나 배터리가 감지되지 않으면 녹색 또는 파란색 LED가 켜집니다. TP4056의 내부 핑으로 제어되는 이러한 표시기를 사용하면 외부 도구 없이 프로세스를 쉽게 모니터링할 수 있습니다.
PROG 핀 저항
PROG 핀의 작은 저항이 충전 전류를 결정합니다. 예를 들어, 1.2kΩ 저항은 전류를 약 1A로 설정하는 반면 2kΩ은 약 580mA를 제공합니다. 이 저항을 조정하면 배터리 크기와 안전 요구 사항에 따라 충전 속도를 제어할 수 있습니다.
커패시터
두 개의 디커플링 커패시터(하나는 입력에 하나, 다른 하나는 배터리 단자에 하나)는 전압 잡음을 필터링하고 전력 흐름을 안정화하는 데 도움이 됩니다. 일반적으로 1μF에서 10μF 사이의 이 커패시터는 원활한 충전을 보장하고 갑작스러운 전력 변동으로부터 회로를 보호합니다.
PCB 및 구리 트레이스
모든 구성 요소는 저항을 최소화하고 열 확산을 돕는 구리 트레이스가 있는 인쇄 회로 기판(PCB)에 장착됩니다. 일부 버전에는 고전류 충전 중 더 나은 열 방출을 위한 열 오버홀이 포함되어 있어 안정적이고 장기간 작동을 보장합니다.
TP4056 충전 과정
세류 충전(~2.9V 이하)
배터리가 매우 낮으면 TP4056은 작은 전류로 시작합니다. 이 단계를 세류 충전이라고 합니다. 정상적인 충전이 시작되기 전에 배터리 전압을 안전한 수준으로 천천히 올립니다. 이렇게 하면 과방전된 배터리의 손상을 방지할 수 있습니다.
정전류(CC 모드)
배터리가 복구되면 TP4056은 안정적인 충전 전류를 제공합니다. 정확한 값은 외부 PROG 저항에 의해 설정되며, 종종 500mA 또는 1A입니다. 이 단계는 충전의 가장 빠른 부분이며 배터리 용량의 대부분을 복원합니다.
정전압(CV 모드)
배터리가 거의 가득 차면 TP4056은 정전압 모드로 전환됩니다. 전압은 4.2V로 유지되며 충전 전류는 천천히 감소합니다. 이를 통해 배터리는 전압 제한을 초과하지 않고 안전하게 충전을 완료할 수 있습니다.
종료
전류가 프로그래밍된 값의 약 10분의 1로 떨어지면 충전이 자동으로 종료됩니다. 이 시점에서 멈추면 배터리 스트레스를 줄이고 과열을 방지하며 배터리의 전체 수명을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
TP4056 모듈 변형
TP4056 보호 없음
| 특징 | 세부 |
|---|---|
| 충전 제어 | 충전만 처리하며 TP4056 IC 자체 이외의 안전 기능은 없습니다. |
| 보호 회로 | 포함되지 않음(과충전, 과방전 또는 단락 안전 없음). |
| 디자인 | 더 작고 간단하며 일반적으로 비용이 저렴합니다. |
| 최고의 사용 사례 | 배터리에 이미 자체 BMS(배터리 관리 시스템)가 있거나 외부 보호 기능이 추가된 경우에 적합합니다. |
보호 기능이 있는 TP4056
| 특징 | 세부 |
|---|---|
| 충전 제어 | 기본 TP4056과 동일한 충전 기능. |
| 보호 회로 | DW01A 컨트롤러 및 FS8205A MOSFET이 포함되어 있습니다. 과충전, 과방전 및 단락 보호 기능을 제공합니다. |
| 디자인 | 약간 더 큰 보드로 일반적인 사용에 더 안전합니다. |
| 최고의 사용 사례 | 초보자, DIY 프로젝트 및 독립형 셀(예: 보호 기능이 내장된 18650 배터리)에 이상적입니다. |
TP4056 회로도 및 배선
이 이미지는 리튬 이온 배터리가 연결된 브레드보드에 배선된 TP4056 충전 모듈 회로를 보여줍니다. USB 5V 입력은 모듈의 IN+ 및 IN– 핀을 통해 들어가는 충전 소스를 제공합니다. 배터리는 OUT+ 및 OUT– 단자에 연결되며 충전은 TP4056 IC에 의해 관리됩니다. 이 모듈에는 충전 상태를 표시하는 LED 표시기(STAT1/STAT2)도 있으며, 충전은 빨간색, 완전 충전은 파란색/녹색입니다.
온도 모니터링을 위해 NTC 서미스터가 포함되어 있어 배터리가 과열되면 프로세스를 일시 중지하여 안전한 충전을 보장합니다. 출력 단자는 셀을 충전할 뿐만 아니라 설정에 연결된 LED와 같이 외부 부하에 전원을 공급할 수도 있습니다. 이는 배터리를 충전하고 동시에 전원을 공급하는 모듈의 능력을 보여줍니다.
TP4056 일반적인 문제 및 수정 사항
| 문제 | 설명 및 솔루션 |
|---|---|
| LED 표시등이 작동하지 않음 | TP4056 모듈, 배터리 및 전원이 올바른 극성으로 올바르게 연결되어 있는지 확인하십시오. 느슨한 배선이나 손상된 LED/저항으로 인해 고장이 발생하는 경우가 많습니다. 결함이 있는 부품을 교체하고 솔리드 조인트를 확인하십시오. |
| 천천히 충전 | 느린 충전은 일반적으로 낮은 입력 전류 또는 전압 강하로 인해 발생합니다. 안정적인 5V/1A(또는 그 이상) 전원, 짧은 품질의 USB 케이블을 사용하고 PROG 저항이 올바른 전류를 설정하는지 확인하십시오. 얇거나 부식된 커넥터를 피하십시오. |
| 과열 | TP4056은 약간 따뜻해질 수 있지만 과도한 열은 공기 흐름이 좋지 않거나 전류가 높다는 신호입니다. 보드를 환기시키고 PROG 저항 값을 높여 전류를 줄입니다. 지속적인 과열은 부품 수명을 단축시킬 수 있습니다. |
| 충전 중단 | 불안정한 전원이나 느슨한 단자는 종종 예기치 않게 충전을 중지합니다. 컴퓨터 USB 전원 대신 안정적인 DC 어댑터를 사용하고 모든 전선과 단자가 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오. |
| 배터리가 충전되지 않음 | 빠르게 방전되는 배터리는 노후화되었거나 품질이 낮을 수 있습니다. 항상 정품 리튬 이온 또는 리튬 폴리머 셀을 사용하고 3V 미만의 과방전을 피하십시오. 안정적인 용량을 위해 성능이 저하된 배터리를 교체하십시오. |
| 모듈이 시작되지 않음 | 충전이 시작되지 않으면 입력 볼륨을 확인하십시오.tage는 4.5V–5.5V입니다. 손상된 USB 포트, 납땜 불량 또는 결함이 있는 TP4056 IC가 원인일 수 있습니다. 연결을 검사하고 필요한 경우 모듈을 교체하십시오. |
| 배터리 과충전 | 4.2V를 초과하는 배터리는 IC에 결함이 있거나 잘못된 전압 기준을 나타냅니다. 즉시 충전을 중지하고 모듈을 교체하십시오. 항상 출력 볼륨을 확인하십시오.tage 재사용하기 전에 멀티미터로 사용하십시오. |
| 두 LED 모두 켜짐 또는 깜박임 | "충전" 및 "전체" LED가 모두 켜지거나 깜박이면 문제는 입력이 불안정하거나 납땜 접합부가 불량한 것입니다. 약한 연결을 다시 납땜하고 일관된 작동을 위해 안정적인 5V 전원을 사용하십시오. |
| 배터리를 감지하지 못하는 모듈 | 2.5V 미만의 심방전 셀은 감지되지 않을 수 있습니다. 전압이 4.2V를 초과할 때까지 배터리를 100V/< 3mA로 부드럽게 사전 충전한 다음 정상 충전을 위해 다시 연결하십시오. |
| 단락 또는 연기 | 연기나 가열은 극성이 반전되거나 배선 실수가 있음을 나타냅니다. 전원을 켜기 전에 모든 연결을 다시 확인하십시오. 단락 및 과전류에 대한 보호 기능을 내장하기 위해 DW01A 및 8205A MOSFET이 있는 모듈을 사용하십시오. |
TP4056 응용 프로그램
• 휴대용 전자 제품: 카메라, MP3 플레이어 및 휴대용 도구와 같은 충전식 장치에 전원을 공급합니다.
• DIY 배터리 팩: 소형 장치 및 로봇 공학의 맞춤형 배터리 어셈블리에 이상적입니다.
• 배터리 관리 시스템: 리튬 기반 배터리 설정에서 충전 제어를 처리합니다.
• 보조 배터리: 휴대폰 및 소형 기기 충전을 위한 휴대용 충전기에 사용됩니다.
• 태양광 충전기: 재생 가능한 휴대용 전력 시스템을 위한 태양광 패널과 함께 작동합니다.
• Arduino 및 IoT 프로젝트: 마이크로컨트롤러 기반 추적기, 센서 및 데이터 로거에 대한 규제된 충전을 제공합니다.
• 비상 전원 공급 장치: 정전 중에도 필수 장치를 계속 가동합니다.
• 오디오 및 조명 장치: 충전식 스피커, 앰프, 손전등 및 램프에 전원을 공급합니다.
• 웨어러블 및 스마트 장치: 피트니스 밴드 및 스마트 잠금 장치와 같은 저전력 장치에 사용됩니다.
• 교육용 키트: 간단한 USB 충전 및 LED 표시등으로 인해 초보자를 위한 학습 프로젝트에 일반적입니다.
결론
TP4056 모듈은 리튬 배터리를 안전하고 효율적으로 충전합니다. 조정 가능한 충전 전류, 상태 표시기 및 선택적 보호 기능과 같은 기능을 갖춘 이 제품은 많은 배터리 구동 프로젝트에 매우 적합합니다. 저항, 배선 및 온도 모니터링을 적절하게 사용하면 안정적인 성능과 더 긴 배터리 수명이 보장되므로 TP4056은 소형 충전 솔루션을 위한 신뢰할 수 있는 선택이 됩니다.
자주 묻는 질문
1분기. TP4056은 여러 개의 배터리를 충전할 수 있습니까?
아니요. 하나의 셀만 충전합니다. 다중 셀 팩에 BMS를 사용하십시오.
2분기. TP4056의 대기 전류는 얼마입니까?
매우 낮고 일반적으로 몇 마이크로암페어입니다.
3분기. TP4056은 QC 또는 PD와 같은 고속 충전을 지원합니까?
아니요. 고정 5V 전원에서만 작동합니다.
4분기. TP4056은 충전 중에 열을 발생시키나요?
예. 여분의 전압을 열로 발산하며 고전류에서 더 눈에 띕니다.
5분기. TP4056을 태양광 패널에서 직접 실행할 수 있습니까?
신뢰할 수 없습니다. 안정적인 5V 입력을 위해 레귤레이터를 사용하십시오.
6분기. TP4056은 어떤 배터리 크기를 충전할 수 있습니까?
충전 전류가 PROG 저항으로 올바르게 설정된 한 모든 용량.