基于拓品微充电管理芯片TP5100的单双节锂电池充电电源管理电路设计

时间： 2024-03-13 来源：拓品微电子

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充电管理芯片,充电管理IC芯片,开关降压型双模锂电池充电管理芯片,集成电路IC芯片

锂电池是一种重要的电池类型，具有高能量密度、轻量化、长周期寿命和低自放电率等优点，是高效能源解决方案关键组件之一。锂电池在现代社会中得到了广泛的应用，在各种家用器材，电子设备、电动车辆、储能系统以及航空航天等领域都能看到锂电池的存在。

电池充电管理，从工作原理上，主要分为开关充电和线性充电两种方案，每种方案都各自有优点和缺点。一般说来，开关和线性充电两种方式互相比较，各自的特点如下：

拓品微电子公司针对两种方案都提供了方便易用的集成电路IC芯片，主要包括TP4000系列线性充电方案，和TP5000系列开关充电方案。本文介绍一款开关型单双节锂电池充电的电源管理电路，其核心是基于拓品微电子公司的充电管理IC芯片 TP5100。

拓品微的TP5100，是一款开关降压型双模锂电池充电管理芯片，单一芯片可以同时支持单节4.2V和双节8.4V锂电池。开关充电方案使用QFN16超小型封装的主芯片，与简单的外围电路，非常适用于便携式设备的大电流充电管理应用。TP5100方案具备涓流(TC)、恒流(CC)、恒压(CV)工作模式，同时具备丰富的输入过流、欠压保护、芯片过温保护、短路保护、电池温度监控等可靠性安全性相关功能。

双节8.4V充电器电路原理图：

单节4.2V充电器电路原理图：

TP5100 QFN16引脚功能简介：

芯片1,4,5,16脚VIN，此管脚的电压为内部电路的工作电源，VIN的变化范围在5V至12V之间。双节锂电池充电器方案时，建议使用2个0.4Ω电阻并联成0.2Ω，串接在VCC端口后，10μF滤波电容前。

芯片13脚CS，此片选输入端设置和控制充电器工作模式。CS端高输入电平（例如MCU高电平输出，或直连VREG），系统处于双节锂电池8.4V工作模式；CS端悬空（例如MCU高阻态输出，或电气连接上悬空），则系统处于单节锂电池4.2V工作模式。

芯片6脚POWER_ON，为电源切换指示引脚。当充电器外接优先VCC/VIN时，PWR_ON端口被TP5100内部拉低到低电平；当充电器供电端断电，芯片不接电源时，PWR_ON端口为高阻态。此引脚可以用于与MCU通讯，检测充电器是否正常上电初始化成功。

芯片10脚VREG，VREG是一个内部电源，它外接一个0.1μF旁路电容到地，可以最大驱动5mA。

芯片10脚VREG，VREG是一个内部电源，它外接一个0.1μF旁路电容到地，输出电压3.6V,最大驱动5mA。可用于直连CS端口自动启动双节锂电池8.4V充电。

芯片15脚CHARG，为充电中状态指示端，负逻辑。当充电器向电池充电时，管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则管脚处于高阻态。

芯片14脚STDBY，为电池充电完成指示端，负逻辑。当电池充电完成时被内部开关拉到低电平，表示充电完成。除此之外，管脚将处于高阻态。

芯片11脚TS，为电池温度检测输入端。将TS管脚接到电池的NTC（负温度系数热敏电阻）传感器的输出端。如果TS管脚的电压小于VREG的45%或者大于VREG电压的80%，意味着电池温度过低或过高，则充电被暂停。如果TS直接接GND，电池温度检测功能取消，其他充电功能正常。TS端不可悬空。

芯片2,3脚LX，为内置MOSFET功率管漏极连接点。LX为TP5100的电流输出端与外部电感相连作为电池充电电流的输入端。双节锂电池充电器方案时，建议加入RC串接与肖特基二极管并联。

使用MCU判读充电状态：

在智能系统中，系统板MCU可能需要通过读取TP5100芯片状态了解充电过程进展。使用MCU读取时，可以不使用红色和绿色LED。STDBY和CHRG端口的有效状态组合包括：

充电器的充电电流设置方法：

对电池电压低于预充电门限电压，也就是不正常的电池，TP5100将启动一个预充电过程对电池充电，TP5100的预充电电流可以通过TRICK端口设置。预充电电流是采用一个连接在TRICK管脚与地之间的电阻器来设定的。

对正常状态的电池，充电电流I_BATR，由外部电流检测电阻Rs确定，Rs可由该电阻两端的调整阈值电压Vs和恒流充电电流的比值来确定，恒流状态下Rs两端的电压为100mV。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算：

例如：需要设置充电电流1A，带入公式计算得Rs=0.1。

下表给出了一些设置不同电流对应的Rs电阻，方便快速设计所需电路。

典型性能指标：

左下图给出了一个典型的双节锂电池充电场景下，涓流(TC)/恒流(CC)/恒压(CV)过程中，充电电流随电池电压的变化。右下图，是不同Vcc供电电压时，充电器的工作效率。

可靠芯片，广泛的应用：

拓品微的TP5100充电器方案，在移动POS机、强光照明、电动工具、个人护理等众多领域都成功案例和大批量生产。开关型锂电池充电的电源管理芯片TP5100可同时对应单节锂电池和双节锂电池充电，使用方便，产品可靠性高、技术成熟稳定，深得用户和方案商的广泛认可。

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深圳市必易微电子股份有限公司是一家专注于高性能模拟及数模混合集成电路的供应商，提供AC-DC、DC-DC、驱动IC、保护IC、线性稳压、电池管理、放大器、数模转换器、传感器、隔离与接口等产品。公司致力于创新和易于使用，为消费电子、工业控制、网络通讯、数据中心、汽车电子等领域提供一站式芯片解决方案和系统集成。公司发展迅速，拥有多个研发中心，并与多家知名企业建立了合作关系。

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2024.05 - 商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

TP5100X 2A开关降压 8.4V锂电池充电器芯片

TP5100X是一款专为双节8.4V锂电池设计的开关降压充电管理芯片，适用于便携式设备的大电流充电。芯片内置多种保护功能，包括过流、过压、欠压、芯片过温、短路保护和电池温度监控。充电过程分为涓流预充、恒流和恒压三个阶段，充电电流可通过外部电阻调整，最大可达2A。

拓品微电子 - 充电器芯片,TP5100X,各种充电器,便携式设备,航模,无人机,对讲机,电动工具

2025.5.10 - 数据手册 - REV_1.0 代理服务技术支持采购服务

【选型】芯洲科技（SCT）DCDC降压变换器/DCDC升压变换器/MOSFET/IGBT/GaN栅极驱动器/PMIC电源管理芯片方案产品选型指南

公司简介和产品线介绍同步升压DCDC开关稳压电源系列降压DCDC开关稳压电源系列 MOSFET/IGBT/GaN栅极驱动器无线充电功率发射端PMIC

芯洲科技 - IGBT/MOSFET/GAN/SIC栅极驱动器,SDC- STEP-DOWN DCDC POWER CONVERTER CONVERTER,升压DC/DC开关稳压器,降压DC/DC开关稳压器,高效自激无线供电功率发射PMIC,同步降压DCDC 转换器,数字隔离,同步降压DCDC转换器,SDC-降压DCDC功率转换器转换器,高效同步降压DCDC转换器,SIC 栅极驱动器,同步降压型转换器,MOSFET/IGBT/GAN栅极驱动器,MOSFET 栅极驱动器,高效同步降压DCDC 转换器,同步升压DCDC开关稳压电源,控制器,双路4A/4A高速低侧IGBT/MOSFET/GAN驱动器,高速低侧GAN驱动器,半导体芯片,异步转换器,高速低侧IGBT驱动器,异步降压DCDC 转换器,降压DC/DC稳压电源,IGBT 栅极驱动器,非同步降压DCDC转换器,功率接口,高品质模拟电源芯片,降压DCDC 转换器,降压DCDC开关稳压电源,无线充电功率发射端PMIC,高效同步升压DCDC 转换器,同步转换器,模拟电源芯片,高效同步升压DCDC转换器,GAN 栅极驱动器,高性能升压充电器,降压DCDC转换器,高速低侧MOSFET驱动器,高效同步降压转换器,单路4A高速低侧IGBT/MOSFET/GAN驱动器,降压PWM控制器,半桥MOSFET栅极驱动器,SCT2A11,SCT245X 系列,SCT2A10,SCT2360,SCT2480,SCT2230,SCT51240,SCT2231,SCT2430STER,SCT2632,SCT22C0,SCT2221TVA,SCT63341,SCT243X 系列,SCT63340,SCT2248TTB,SCT93XX,SCT2460,SCT2221,SCT2220,SCT2620,SCT245X,SCT2622,SCT2260CFPA,SCT23XX系列,SCT12A0,SCT12A1,SCT12A2,SCT2241TVB,SCT12A3,SCT2630A,SCT9331,SC2A25,SCT9332,SC2A26,SCT2630C,SC2A27,SCT9330,SCT2650,SCT9325,SCT2A20,SCT2A22,SCT52A20,SCT2A21,SCT2A23,SCT63241,SCT2A26,SCT63240,SCT2A25,SCT9320,SCT2A27,SCT2250,SCT2230CTVB,SCT93XX系列,SCT52246,SCT2241,SCT2240,SCT2260A,SCT2361,SCT2450C,SCT52240,SCT52241,SCT52242,SCT2230TVB,SCT2230TVA,SCT2401,SCT2260C,SCT2400,SCT2249,SCT2248,SCT2260AFPA,SCT2220TVA,SCT2220TVB,SCT2249TTB,SCT2,SCT2280,SCT2430,SCT2231C,SCT2432,SCT2A23A,SCT2431,SCT2433,SCT2240TVB,SCT242X,SCT2250FPA,SC72431,SCT52A40,SCT63141,SCT63140,SCT2230C,SCT9339,SCT2421,SCT23XX,SCT2420,SCT9336,SCT2A10A,SCT2422,SCT9338,SCT242X 系列,SCT2610A,SCT2450,SCT2452,SCT2331,SCT2330,SCT2451,SCT2850,SCT2231TVB,SCT2332,SCT2610,SCT2231TVA,SCT2851,SCT2612,SCT2231CTVB,SCT2A20A,SCT2280FPA,SCT2320,SCT2322,SCT2321,SCT2323,SCT2601,SCT2600,SCT2325,SCT243X,玩具,机器人,电机控制,汽车,通讯,家居智能,白色家电,充电桩,电子烟,电动工具,音箱,电源模块PSU,数据中心,家电,扫地机器人,个人电子,个人电子设备,POS打印机,服务器,服务器/数据中心,工业,移动电源,蓝牙音箱

202010 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

全面解析BMS电池管理系统的定义、功能及其在现代科技中的关键作用

电池管理系统是一种电子系统，专门负责监控和管理可充电电池的运行状态。迈巨微电子凭借其在电池管理系统（BMS）领域的深厚技术积累和创新能力，已经成为全球市场的重要参与者。无论是在新能源汽车、两轮出行、电动工具，还是在工业储能、家用储能和机器人等领域，都展现出了卓越的技术优势。本文全面解析了BMS电池管理系统的定义、功能及其在现代科技中的关键作用。

2024-09-09 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

TP5100X

TP5100X是一款专为双节8.4V锂离子电池设计的开关型大电流充电管理IC。它具有内置功率MOSFET、可编程充电电流、双重LED充电状态指示、多种保护功能等特点，适用于便携式设备的高电流充电管理。

拓品微电子 - SWITCHING BUCK 8.4V LI-ION BATTERY CHARGER MANAGEMENT IC,TP5100X,DRONES,POWER TOOLS,便携式设备,VARIOUS CHARGERS,PORTABLE DEVICES,AERO MODELS,WALKIETALKIES,电动工具

2025.5.10 - 数据手册 - REV_1.0 代理服务技术支持采购服务

上海贝岭（Shanghai Belling）成立于1988年，是国内集成电路行业的第一家中外合资企业。拥有国家级企业技术中心，是国内集成电路产品主要供应商之一，目前集成电路产品业务细分为电源管理、智能计量及SoC、非挥发存储器、功率器件和数据转换器芯片等5大产品领域。

电源管理电路 DC/DC转换器 AC/DC转换器 LDO 电压检测芯片充电管理芯片电能计量专用电路驱动电路马达驱动烟雾检测电路实时时钟栅极驱动芯片继电器驱动接口电路模拟开关音频功放电路滤波驱动微控制器通用微控制器电机控制微控制器非挥发性存储器功率器件 MOSFET 沟槽型MOS 平面型MOS 超结型MOS 屏蔽栅沟槽MOS IGBT 数字隔离器线性隔离器

代理服务线上商城技术资料

长晶科技（JSCJ）分立器件/电源管理IC/频率器件选型指南

公司简介配套方案实际案例选型表

长晶科技 - MOSFET,充电IC,传统稳压IC,超低功耗LDO,CRYSTAL OSCILLATORS,小信号器件,晶闸管,小信号MOS,TVS,振荡器,数字管,RECTIFIERS,OSCILATORS,功率器件,LV MOS,SENSITIVE GATE SCRS,THYRISTOR,标准螺旋电缆,肖特基二极管,晶体管,OPERATIONAL AMPLIFIER,整流器,整流桥,频率器件,SPXO,RCD,谐振器,三极管,SR MOSFET,直流斩波器,稳压管,复合管,STANDARD SCRS,SMD SEAM SEALING CRYSTAL,MEMS CRYSTAL OSCILLATORS,敏感栅可控硅,低内阻MOS,高频管,DC-DC,低压MOS,SWITCH DIODES,电源管理芯片,ESD,放大器,时钟谐振器,温补振荡器,CHARGER,SMD接缝密封晶体,高压MOS,复位IC,静电管,微机电工艺振荡器,CRYSTALS,低压差线性稳压器,电池保护IC,TRANSISTOR,锂电保护MOS,DIODES,金属罐型晶体,METAL CAN TYPE CRYSTAL,转向叉晶体,晶振,HV MOS,静电保护TVS,整流管,运放,TCXO,晶体震荡器,电源管理IC,低功耗LDO,开关二极管,TURNING FORK CRYSTAL,双向可控硅,晶体,POWER DEVICES,QMEMS,TVS管,LV MOSFET,RECTIFIER,FAST RECOVERY DIODE,AMP,LITHIUM BATTERY PROTECTION MOS,中压MOS,低压MOSFET,POWER MANAGEMENT CHIPS,晶体振荡器,DISCRETE DEVICES,POWER MANAGEMENT IC,微机电系统晶体振荡器,快恢复二极管,电池保护 IC,电压检测器,CRYSTAL,MV MOS,VOLTAGE DETECTOR,EMI整流桥,双极型晶体管,SBD,刚果民盟,LDO,浪涌管,静电TVS管,TRIACS,SCHOTTKY DIODE,检测IC,BIPOLAR TRANSISTOR,开关管,复位/检测IC,SMALL SIGNAL DEVICES,充电器,FREQUENCY 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2021/12/27 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

TP5000 UXX (2A switching 3.6V/4.2V /4.35V lithium battery Charger)

TP5000X是一款适用于单节锂离子和锂铁磷酸盐电池的开关降压充电管理芯片。它具有简单的外围电路，适用于便携式设备的大电流充电管理应用。该芯片内置输入过流、欠压、过温、短路保护、电池温度监测、反向电池保护和因输入功率过高而关闭OVP功能。TP5000X具有宽输入电压范围，具备涓流预充、恒流和恒压三阶段充电功能，最大充电电流可达2A。

拓品微电子 - 充电管理芯片,TP5000X,各种充电器,便携式设备,平板电脑,PDA,电动工具,移动电话,矿灯,掌上电脑

2025/05/18 - 数据手册代理服务技术支持采购服务