Tp5100 схема подключения: Дело было не в бобине…

Дело было не в бобине…

Интересен неоднозначный опыт постройки зарядного устройства для Li ion ячеек на базе импульсного модуля TP5100?

Вам под кат

Мотивация

Нужно быстрое двухамперное зарядное устройство для зарядки одновременно большого количества 18650 ячеек от бензинового генератора.

Выбор технического решения

Решил использовать серверный блок питания с выходом 12В и зарядные устройства для каждой банки.

Линейные ЗУ TP4056 были отклонены сразу ввиду их низкой эффективности и только 5В на входе.

Поиски привели к обозреваемой плате.

Заявленные 2А зарядного тока, входное напряжение от 5 до 15В, возможность зарядки 2S это же здорово!

Герой обзора

Купил 30 штук:

Вид сверху:

Вид снизу:

Сдул детали с одной платы, вот она:

Даташит

Реф. схема:

Фактический холостой ток 4х плат составил 30мА при 12В.

DIY

Ещё до того, как пришли платы TP5100, без прототипирования, я развёл и заказал плату:

Использовал вот эти холдеры:

Модули не имеют теплового контакта с основной платой. Это моя первая ошибка.

Взял 4 полностью разряженных 18650 и поставил на зарядку. Через 10 минут получаю на первом канале:

Касаясь дросселей других каналов — я получаю ожог…

У умершей платы произошло межвитковое к.з. в дросселе из-за его температуры, потом ушла микросхема.

Тест

Я предположил, что дроссель слабоват для такого тока, и это была моя вторая ошибка. Не зная ещё о ней я купил три других дросселя на digikey и провел измерение температуры корпуса дросселей с помощью термопары и капли термопасты.

Когда получил примерно одинаковые цифры, у меня закрались сомнения, и я повторил замеры температуры, включив в них замер температуры сверху корпуса микросхемы TP5100 и вот что у меня получилось:

Решил проверить температуру дросселя номер 2 но вне платы:

Получилось 42 градуса на дросселе и 76 градусов сверху корпуса микросхемы.

Вот оно что, «бобина» была не виновата, бобину грела через дорожки микросхема-идиот 🙂

Моя ошибка номер 3: отсутствие прототипирования. Запаяв плату с TP5100 земляным полигоном вниз я отрезал себе путь от замера температуры на термалпаде микросхемы снизу, и пошел по неправильному пути замены дросселей.

Кстати вот, что творится на дросселе:

Ещё два подводных камня

1. Когда работают все четыре модуля на одной плате, они создают пульсации во входных цепях и мешают друг другу.

2. Если питание нарастает медленно, то нагруженные микросхемы виснут на старте и выгорают через 30 секунд от теплового пробоя.

Выводы

Модуль выдает заявленные 2А, но он небезопасен при работе на заявленном токе.

Нужно снижать зарядный ток и обеспечивать теплоотвод, но тогда для решения моей задачи он не подходит.

Подскажите, если у кого-то есть идея специализированной импульсной микросхемы для лития с током заряда в 2А?

UPD:

Смотрите термовидео и всё станет понятно: диод, шунт, микросхема разогревают всё… Приз симпатий передаю Hector-y!

UPD2:

Вынес на проводах шунт, диод, дроссель.

7 минут на 2А, замер снова термопарой с термопастой.

Результат:

Шунт: 60 градусов.

Дроссель: 43 градуса.

Диод: 60 градусов. Причем диод digikey-евский PMEG6030EP,115. На термовидео — штатный диод.

Микросхема на плате, замер сверху: 70 градусов.

Модуль заряда литиевых аккумуляторов TP5100 на 1/2 ячейки (Вход: до 15 В) | 2 А

650 тг

Нет в наличии

Уведомить о поступлении

Артикул: 1902024

Категория: Зарядные устройства

• Описание
• Характеристики
• Габариты

Модуль зарядного устройства TP5100 подойдет для аккумуляторной батареи из одного или двух последовательных литий-ионных элементов. Является дальнейшим развитием популярных решений на базе контроллера TP4056.

Особенности

Напряжение полного заряда для 1 Li-ion аккумулятора – 4.2V.
Входное напряжение – от 5 до 15 В (DC).

Напряжение полного заряда для 2 (последовательно соединенных) Li-ion аккумуляторов – 8.4V.
Входное напряжение – от 10 до 15 В (DC).

По умолчанию выставлен режим заряда для одного Li-ion аккумулятора. При необходимости заряжать две последовательно включенные Li-ion батареи, необходимо запаять перемычку между контактами «SET».

Максимальный ток заряда – 2 A (для использования с максимальным током заряда необходимо приклеить через термопасту радиатор с обратной стороны платы). При токе заряда до 1 А радиатор не нужен, но для ограничения тока заряда необходимо выпаять один из двух резисторов с маркировкой «R100».

Сопротивление (Ом)	Ток заряда (мА)
1	100
0. 2	500
0.1	1000
0.067	1500
0.05 (по умолчанию на плате установлены 2 параллельно соединенных резисторов по 0.1 Ом)	2000

Светодиодная индикация

На плате установлены синий и красный светодиоды.
Если горит синий – нет батареи или заряд окончен.
Если горит красный – идёт зарядка.

При монтаже модуля в корпусе устройства есть возможность установить внешний двухцветный светодиод – на печатной плате для этого предусмотрено соответствующее место.

Схема

Документация TP5100 (PDF)

Характеристики

Возможно Вас также заинтересует…

• Li-ion аккумулятор EAIEP 18650 (3.

  7 В, 2600 мАч)

  1 600 тг
  В корзину

• Батарейный отсек 2×18650

  250 тг
  В корзину

• Модуль зарядки Li-ion аккумуляторов на TP4056 (1 А)

  280 тг
  В корзину

Вы просматриваете: Модуль заряда литиевых аккумуляторов TP5100 на 1/2 ячейки (Вход: до 15 В) | 2 А
650 тг Нет в наличииВ корзину

Уведомить о поступлении
Как только товар станет доступен для заказа, мы Вам сразу сообщим. Для этого укажите корректный адрес электронной почты, на который впоследствии придет уведомление

E-mail

Вводимые данные конфиденциальны. Ваш E-mail будет использован только для уведомления Вас о доступности выбранных товаров.

Распиновка зарядного модуля

TP5100, альтернатива, схема и характеристики.

20 мая 2022 — 0 комментариев

Модуль TP5100
Схема контактов модуля TP5100

Модель TP5100 представляет собой встроенное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов с топологией переключаемого режима. Он имеет все встроенные функции для зарядки одноэлементной или двухэлементной литиевой батареи, а также несколько периферийных компонентов.

Описание контакта модуля TP5100

Характеристики

• Двойное/одинарное зарядное устройство для литиевых батарей
• Программируемый зарядный ток до 2 А
• Защита от перегрева, перегрузки по току и пониженного напряжения
• Капельная зарядка постоянным током и постоянным напряжением

Alternate Charging Modules

TP4056, TP5000

Related Components

TP5100 IC, resistors, capacitors, inductors

Brief About TP5100 Module

The TP5100 charging module consists of микросхема TP5100, катушка индуктивности для встроенного импульсного источника питания, резисторы для установки и измерения напряжения и тока и конденсаторы для развязки.

Как пользоваться модулем TP5100

Модуль TP5100 представляет собой встроенное зарядное устройство для одно- или двухэлементных литиевых батарей. Четыре входа и выхода питания: IN+, который представляет собой контакт входного напряжения, который принимает от 5 до 18 В, BAT+, который является выходом батареи и подключается к положительной клемме аккумулятора, и два контакта GND для входа и выхода. Также имеется разъем для светодиодов зарядки и индикатора зарядки с общим центральным контактом.

Все модули TP5100 имеют перемычку «SET», которая устанавливает выходное напряжение, поскольку этот модуль можно использовать для зарядки как одноэлементных, так и двухэлементных батарей. Замыкание перемычки SET устанавливает напряжение заряда для двойных элементов.

Приложения

• Зарядное устройство для LiPo аккумуляторов
• Системы сбора солнечной энергии
• Встроенная электроника
• Приборы на батарейках

Теги

Литиевая батарея

Зарядное устройство

Силовая электроника

Зарядное устройство TP5100 1S/2S для литий-ионных аккумуляторов — краткий обзор!

Несмотря на то, что у меня есть большая коллекция модулей TP4056 для зарядки литий-ионных элементов, я недавно нашел довольно маленький модуль зарядного устройства — TP5100 — способный заряжать один литий-ионный элемент или

два литий-ионных элемента, соединенных последовательно вовремя. После этого я быстро решил построить зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов 2S с этим недорогим модулем. Не говоря уже об очередной успешной попытке сборки!

Однако эта статья не об этом проекте, а просто мои краткие заметки по разборке. Что ж, давайте возьмем наши молотки, чтобы сломать его внутреннюю электронику.

Излишне говорить, что основной частью модуля является микросхема TP5100 от Top Power ASIC (https://voltiq.ru/datasheets/TP5100-datashhet.pdf). Согласно техническому описанию, TP5100 представляет собой микросхему управления зарядом литиевой батареи с двойным переключением 8,4 В / 4,2 В со встроенной защитой от перегрузки по току на входе, защитой от пониженного напряжения, защитой от перегрева, защитой от короткого замыкания, контролем температуры батареи, и защита от обратной батареи. Это официальная (китайская) схема модуля TP5100:

К сожалению, имеющаяся (машинный перевод) техническая информация по этому модулю нечеткая (это нормально, мы все это знаем). См. оригинальный китайский техпаспорт https://grobotronics.com/images/companies/1/datasheets/20130410110217263.pdf

Во всяком случае, вот список его основных характеристик, полученных от продавца за границей:

• Dual-cell 8.4V/ Одноэлементный 4,2 В
• Входное напряжение: 5–15 В постоянного тока
• Частота переключения: 400 кГц
• Красный светодиод: индикатор зарядки
• Синий светодиод: индикатор полного заряда/отсутствия батареи
• Оба светодиода, красный/синий, не горят: очень низкий VIN/выключение из-за высокой температуры
• Нет необходимости во внешнем диоде Шоттки с защитой от обратного потока
• Перемычка на плате для установки режима 1S/2S
• Опция для внешнего двухцветного светодиода

Насколько мне известно, этот модуль можно использовать для зарядки 2А (обычно 1,5А) литий-ионных аккумуляторов до 2S. Как указывалось ранее, его можно использовать для зарядки одного элемента (1S) или двух элементов (2S), соединенных последовательно. Перемычка под пайку 1S/2S (SET) на модуле, которая при коротком замыкании (CS+VREG) позволяет заряжать элементы 2S.

Вот так выглядит припойная перемычка под микроскопом для пайки:

Модуль имеет 2 встроенных светодиода – синий светодиод горит, когда батарея не подключена или когда батарея полностью заряжена. Красный светодиод горит во время зарядки. Видите, модуль также имеет несколько контактных площадок для внешнего двухцветного светодиода (общий анод) рядом с контактными площадками для подключения входа постоянного тока (рядом с индуктором 22 мкГн).

Обратите внимание, что разъемы встроенного SMD-светодиода и внешнего светодиода подключены к V _IN через тот же токоограничительный резистор 1К. Этот резистор подведен к центральному отверстию клеммы внешнего светодиода с тремя отверстиями. Крайнее левое отверстие — рядом с диодом SS34 — для «заряжающегося» светодиода (красный), а самое правое отверстие — для «заряженного» светодиода (синий).

Мое быстрое испытание

Я сконструировал 1S/2S литий-ионное зарядное устройство для своих быстрых тестов, используя мини-макет и пару качественных разъемов и силиконовых проводов (как обычно, дерьмовая компоновка и сборка). — ха-ха). Использование пары старых Li-ion 18650 (SANYO UR18650Y — https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Sanyo%20UR18650Y%2019Элементы 00mAh%20(Red)%20UK.html), взятые из выброшенного аккумуляторного блока ноутбука Toshiba, значительно снизили стоимость сборки.

По результатам моей предварительной оценки становится ясно, что модуль TP5100, безусловно, является хорошим выбором (по крайней мере, в моем случае) для компактного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 1S или 2S. Да, модуль TP5100, кажется, работает так, как рекламируется — с регулируемым источником питания постоянного тока 12 В / 1,5 А и частично слабой литий-ионной батареей 2S он успешно зарядил аккумулятор и завершил процесс зарядки примерно при 8,4 В. Единственным недостатком TP5100, который наблюдался до сих пор, является отсутствие функции балансного заряда (поэтому могут быть отклонения в напряжениях элементов с течением времени).

Но я думаю, что мне нужно отметить некоторые ключевые моменты, которые я ввел в то время. Итак, я собираюсь перечислить их ниже!

• По умолчанию модуль настроен на режим зарядки 2А (программируемый ток зарядки 0,1А-2А), что немного больше для моей текущей тестовой установки. Если мы посмотрим на таблицу данных, то увидим, что установочный резистор 2А = 0,05 Ом (два 0,1 Ом параллельно в левом верхнем углу модуля).
• TP5100 на самом деле является стабилизатором напряжения постоянного тока. Таким образом, в режиме 1S вы должны подать >= 4,5 В (обычно 5 В), а в режиме 2S оно должно быть >= 9В (обычно 12 В).
• Для завершения проекта зарядного устройства для литиевых аккумуляторов 2S требуется внешний модуль защиты литий-ионных аккумуляторов 2S. К счастью, в моем ящике для компонентов есть несколько плат защиты литий-ионных аккумуляторов 2S-3A 18650.