De TP4056 is een compact oplaad-IC dat is ontworpen voor eencellige lithium-ion- en lithium-polymeerbatterijen. Het regelt het opladen door middel van constante stroom en constante spanning, met automatische afsluiting bij 4,2 V. Modules bevatten vaak een USB-ingang, LED-indicatoren en optionele beveiligingscircuits. Dit artikel bevat gedetailleerde informatie over specificaties, laadproces, bedrading, veiligheid en toepassingen.
Figuur 1. TP4056 Module
TP4056 Module Overzicht
De TP4056 is een lineair oplaad-IC dat is ontworpen voor eencellige lithium-ion- en lithium-polymeerbatterijen. Het regelt spanning en stroom om veilig opladen te garanderen en stopt automatisch zodra de cel 4,2 V bereikt. Het wordt vaak geïntegreerd in kant-en-klare oplaadmodules en vereenvoudigt het batterijbeheer door USB-ingang (Micro-USB of Type-C), duidelijke aansluitpads voor 5 V-ingang en batterijpolen, en LED-indicatoren voor de laadstatus te bieden. Sommige moduleversies bevatten ook ingebouwde beveiligingscircuits om te beschermen tegen overbelasting, overmatige ontlading en kortsluiting.
TP4056 elektrische specificaties
| Parameter | Typische waarde / bereik |
|---|---|
| Ingangsspanningsbereik | 4,0 V – 8,0 V (maximaal 8 V) |
| Laad Beëindiging Spanning | 4,2 V ± 1,5% |
| Maximale laadstroom | Tot 1 A (ingesteld door weerstand) |
| Druppel (pte-charge) Spanning | Ongeveer 2,9 V |
| Beëindiging Stroom | Ongeveer 0,1 × I\_CHG (C/10) |
| Thermische uitschakeling | \~145 °C (autoregeling) |
Componenten van de TP4056-module
Elk onderdeel van de module vervult een specifieke rol bij het regelen van de spanning, het beheren van stroom en het beschermen van de batterij.
TP4056 IC
De TP4056 IC is de kern van de module, verantwoordelijk voor het regelen van het gehele laadproces. De chip regelt automatisch spanning en stroom, stopt met opladen wanneer de batterij vol is en start opnieuw op wanneer de spanning daalt.
Beveiligingscircuits (DW01A + 8205A MOSFET's)
De meeste TP4056-modules bevatten een DW01A IC en dubbele 8205A MOSFET's die een ingebouwd batterijbeheersysteem (BMS) vormen. Dit gedeelte beschermt de batterij tegen overladen, overmatig ontladen, kortsluiting en overmatige stroom. Het schakelt automatisch de belasting uit wanneer het spanningsniveau te laag wordt en maakt opnieuw verbinding zodra de batterij weer veilig kan worden gebruikt. Dit zorgt voor zowel de veiligheid van de gebruiker als de duurzaamheid van de batterij.
Micro-USB- of Type-C-ingangspoort
De ingangspoort levert de 5V DC-stroom die nodig is om op te laden. Het kan worden aangesloten op een USB-oplader, powerbank of computer. De meeste modules gebruiken een Micro-USB-poort, terwijl nieuwere versies een Type-C-connector bevatten voor moderne compatibiliteit. De poort wordt aangesloten op de IN+ (VCC) en IN– (GND) pinnen, waardoor het laadcircuit stabiel van stroom wordt voorzien.
Indicator-LED's
De module heeft twee LED's die de laadstatus aangeven. De rode LED gaat branden wanneer de batterij wordt opgeladen, terwijl de groene of blauwe LED oplicht zodra het opladen is voltooid of er geen batterij wordt gedetecteerd. Deze indicatoren, die worden aangestuurd door de interne pinnen van de TP4056, maken het gemakkelijk om het proces te bewaken zonder extern gereedschap.
PROG Pin Weerstand
Een kleine weerstand op de PROG pin bepaalt de laadstroom. Een weerstand van 1,2 kΩ stelt bijvoorbeeld de stroom in op ongeveer 1A, terwijl 2 kΩ ongeveer 580 mA levert. Door deze weerstand aan te passen, kunt u de laadsnelheid regelen op basis van de batterijgrootte en veiligheidsvereisten.
Condensatoren
Twee ontkoppelingscondensatoren - één over de ingang en één over de batterijpolen - helpen bij het filteren van spanningsruis en het stabiliseren van de stroomtoevoer. Deze condensatoren, meestal tussen 1 μF en 10 μF, zorgen voor soepel opladen en beschermen het circuit tegen plotselinge stroomschommelingen.
PCB- en kopersporen
Alle componenten zijn gemonteerd op een printplaat (PCB) met kopersporen die de weerstand minimaliseren en helpen bij het verspreiden van warmte. Sommige versies bevatten thermische via's voor een betere warmteafvoer tijdens het opladen met hoge stroomsterkte, wat zorgt voor een stabiele en langdurige werking.
TP4056 het Laden Proces
Druppellading (~2.9 V of lager)
Wanneer een batterij erg laag is, begint de TP4056 met een kleine stroom. Deze fase wordt druppellading genoemd. Het verhoogt de batterijspanning langzaam tot een veilig niveau voordat het normale opladen begint. Dit voorkomt schade aan accu's die diep ontladen zijn.
Constante stroom (CC-modus)
Zodra de batterij is hersteld, zorgt de TP4056 voor een constante laadstroom. De exacte waarde wordt bepaald door de externe PROG-weerstand, vaak 500 mA of 1 A. Deze fase is het snelste deel van het opladen en herstelt het grootste deel van de batterijcapaciteit.
Constante spanning (CV-modus)
Als de batterij bijna vol is, schakelt de TP4056 over naar de constante spanningsmodus. De spanning wordt op 4,2 V gehouden terwijl de laadstroom langzaam afneemt. Hierdoor kan de batterij veilig worden opgeladen zonder de spanningslimiet te overschrijden.
Beëindiging
Het opladen stopt automatisch wanneer de stroom daalt tot ongeveer een tiende van de geprogrammeerde waarde. Door op dit punt te stoppen, wordt de belasting van de batterij verminderd, wordt oververhitting voorkomen en wordt de algehele levensduur van de batterij verlengd.
TP4056 module varianten
TP4056 zonder bescherming
| Functie | Meer informatie |
|---|---|
| Laad controle | Regelt alleen opladen, geen veiligheidsvoorzieningen buiten de TP4056 IC zelf. |
| Beveiligingscircuits | Niet inbegrepen (geen veiligheid tegen overladen, overontladen of kortsluiting). |
| Ontwerp | Kleiner, eenvoudiger en meestal goedkoper. |
| Beste gebruiksscenario | Geschikt wanneer de batterij al een eigen BMS (Battery Management System) heeft of wanneer externe beveiliging is toegevoegd. |
TP4056 met bescherming
| Functie | Meer informatie |
|---|---|
| Laad controle | Dezelfde oplaadfunctie als de basis TP4056. |
| Beveiligingscircuits | Inclusief DW01A-controller en FS8205A MOSFET's. Biedt bescherming tegen overbelasting, overontlading en kortsluiting. |
| Ontwerp | Iets groter bord, veiliger voor algemeen gebruik. |
| Beste gebruiksscenario | Ideaal voor beginners, doe-het-zelfprojecten en standalone cellen (zoals 18650 batterijen zonder ingebouwde beveiliging). |
TP4056 Schakelschema's en bedrading
Deze afbeelding toont een TP4056-laadmodulecircuit bedraad op een breadboard waarop een lithium-ionbatterij is aangesloten. De USB 5 V-ingang zorgt voor de oplaadbron, die binnenkomt via de IN+- en IN-pinnen van de module. De batterij is aangesloten op de OUT+ en OUT– klemmen, waar het opladen wordt beheerd door de TP4056 IC. De module beschikt ook over LED-indicatoren (STAT1/STAT2) die de laadstatus weergeven, rood voor opladen en blauw/groen voor volledig opgeladen.
Een NTC-thermistor wordt meegeleverd voor temperatuurbewaking, waardoor veilig opladen wordt gegarandeerd door het proces te pauzeren als de batterij oververhit raakt. De uitgangsklemmen laden niet alleen de cel op, maar kunnen ook een externe belasting van stroom voorzien, zoals aangegeven met de LED die in de opstelling is aangesloten. Dit toont het vermogen van de module aan om tegelijkertijd de batterij op te laden en van stroom te voorzien.
TP4056 Veelvoorkomende problemen en oplossingen
| Probleem | Beschrijving & Oplossing |
|---|---|
| LED-indicator werkt niet | Controleer of de TP4056-module, batterij en stroombron correct zijn aangesloten met de juiste polariteit. Losse bedrading of een beschadigde LED/weerstand zorgt vaak voor storingen. Vervang eventuele defecte onderdelen en controleer of de massieve soldeerverbindingen zijn bevestigd. |
| Langzaam opladen | Langzaam opladen is meestal het gevolg van een lage ingangsstroom of spanningsdalingen. Gebruik een stabiele stroombron van 5 V / 1 A (of hoger), een korte USB-kabel van hoge kwaliteit en zorg ervoor dat de PROG-weerstand de juiste stroom instelt. Vermijd dunne of gecorrodeerde connectoren. |
| Oververhitting | De TP4056 kan iets opwarmen, maar overtollige warmte duidt op een slechte luchtstroom of een hoge stroomsterkte. Houd het bord geventileerd en verminder de stroom door de PROG-weerstandswaarde te verhogen. Voortdurende oververhitting kan de levensduur van componenten verkorten. |
| Laadonderbrekingen | Onstabiele stroom of losse klemmen stoppen vaak onverwachts met opladen. Gebruik een betrouwbare DC-adapter in plaats van USB-voeding van de computer en zorg ervoor dat alle draden en aansluitingen goed vastzitten. |
| Batterij houdt lading niet vast | Batterijen die snel leeg raken, kunnen verouderd of van lage kwaliteit zijn. Gebruik altijd originele lithium-ion- of lithium-polymeercellen en vermijd diepe ontladingen onder de 3 V. Vervang verslechterde batterijen voor betrouwbare capaciteit. |
| Module start niet | Als het opladen niet start, controleer dan of de ingangsvolumetage 4.5 V - 5.5 V is. Beschadigde USB-poorten, slecht solderen of een defecte TP4056-IC kunnen verantwoordelijk zijn. Inspecteer aansluitingen en vervang de module indien nodig. |
| Batterij overladen | Een batterij van meer dan 4.2 V duidt op een defect IC of een verkeerde spanningsreferentie. Stop onmiddellijk met opladen en vervang de module. Controleer altijd de uitgangsspanning met een multimeter voordat u deze opnieuw gebruikt. |
| Beide LED's AAN of flikkeren | Wanneer zowel de "opladende" als de "volle" LED's branden of flikkeren, is het probleem een onstabiele invoer of slechte soldeerverbindingen. Soldeer zwakke verbindingen opnieuw en gebruik een stabiele stroombron van 5 V voor een consistente werking. |
| Module detecteert batterij niet | Diep ontladen cellen onder 2,5 V worden mogelijk niet gedetecteerd. Laad de batterij voorzichtig voor op 4.2 V / < 100 mA totdat de spanning hoger is dan 3 V en sluit deze vervolgens opnieuw aan voor normaal opladen. |
| Kortsluiting of rook | Rook of verwarming suggereert omgekeerde polariteit of bedradingsfouten. Controleer alle verbindingen nogmaals voordat u ze inschakelt. Gebruik modules met DW01A en 8205A MOSFET's voor ingebouwde bescherming tegen kortsluiting en overstroom. |
TP4056-toepassingen
• Draagbare elektronica: Voedt oplaadbare gadgets zoals camera's, mp3-spelers en handgereedschap.
• Doe-het-zelf batterijpakketten: ideaal voor op maat gemaakte batterijassemblages in kleine apparaten en robotica.
• Batterijbeheersystemen: Zorgt voor laadcontrole in op lithium gebaseerde batterijopstellingen.
• Powerbanks: Gebruikt in draagbare opladers voor het opladen van telefoons en kleine apparaten.
• Zonneladers: Werkt met zonnepanelen voor hernieuwbare, draagbare energiesystemen.
• Arduino- en IoT-projecten: Biedt gereguleerd opladen voor op microcontrollers gebaseerde trackers, sensoren en dataloggers.
• Noodstroomvoorzieningen: Houdt essentiële apparaten draaiende tijdens stroomuitval.
• Audio- en verlichtingsapparaten: Voedt oplaadbare luidsprekers, versterkers, zaklampen en lampen.
• Draagbare en slimme apparaten: Gebruikt in energiezuinige gadgets zoals fitnessbandjes en slimme sloten.
• Educatieve kits: gebruikelijk bij leerprojecten voor beginners vanwege het eenvoudige opladen via USB en de LED-indicatoren.
Conclusie
De TP4056-module biedt veilig en efficiënt opladen van lithiumbatterijen. Met functies zoals instelbare laadstroom, statusindicatoren en optionele bescherming is hij zeer geschikt voor veel projecten op batterijen. Correct gebruik van weerstanden, bedrading en temperatuurbewaking zorgt voor betrouwbare prestaties en een langere levensduur van de batterij, waardoor de TP4056 een vertrouwde keuze is voor compacte oplaadoplossingen.
Veelgestelde Vragen/FAQ
1e kwartaal. Kan de TP4056 meerdere batterijen opladen?
Nee. Het laadt slechts één cel op. Gebruik een BMS voor pakketten met meerdere cellen.
Vraag 2. Wat is de stand-bystroom van de TP4056?
Zeer laag, meestal een paar microampère.
3e kwartaal. Ondersteunt de TP4056 snel opladen zoals QC of PD?
Nee. Hij werkt alleen met een vaste 5 V-voeding.
4e kwartaal. Genereert de TP4056 warmte tijdens het opladen?
Ja. Het verdrijft extra spanning als warmte, meer merkbaar bij hoge stroom.
5e kwartaal. Kan de TP4056 rechtstreeks op zonnepanelen werken?
Niet betrouwbaar. Gebruik een regelaar voor een stabiele 5 V-ingang.
Vraag 6. Welk batterijformaat kan de TP4056 opladen?
Elke capaciteit, zolang de laadstroom maar correct is ingesteld met de PROG-weerstand.