TP5000, tek hücreli Li-ion pili 4,2V'a, LiFePO4 hücreyi 3,6V'a şarj eden 800 kHz anahtarlamalı bir şarj entegresidir. Kimya seçimi CS ucuyla, modülde ise bir lehim köprüsüyle yapılır. Modüller genellikle 1A şarj akımıyla gelir ve 5V girişle çalışır. LiFePO4 hücreyi 4,2V modunda şarj etmek hücreye zarar verir.
LiFePO4 hücreler 3,6V'ta, Li-ion hücreler 4,2V'ta dolar; bu iki kimyayı aynı şarj devresiyle doldurmak çoğu modülle mümkün değildir. TP5000 ise iki kimyayı da destekler. Bu yazıda TP5000 şarj modülünün değerlerini, Li-ion ve LiFePO4 seçiminin nasıl yapıldığını, şarj aşamalarını ve modülün nasıl bağlanacağını anlatıyoruz.
TP5000 şarj modülü nedir?
TP5000, Top Power ASIC firmasının ürettiği, tek hücreli 4,2V lityum iyon ya da 3,6V lityum demir fosfat (LiFePO4) pilleri ön şarj, sabit akım ve sabit gerilim aşamalarıyla şarj eden anahtarlamalı (buck) bir şarj yönetim entegresidir. 800 kHz'de çalıştığı için küçük bir bobinle yetinir ve 1A'da bile az ısınır.
Yaygın iki kart türü vardır: pedlerden beslenen TP5000 4,2V/3,6V 1A şarj modülü ve USB-C girişli TP5000 Type-C girişli LiFePO4/Li-ion şarj modülü. İkisi de aynı entegreyi kullanır.
TP5000'in teknik değerleri nelerdir?
TP5000 datasheet'e göre 4,5-9V girişle çalışır, 0,1-2A arasında programlanabilir şarj akımı verir ve şarjı 4,2V ya da 3,6V'ta bitirir. Modüller genellikle 1A'ya ayarlı gelir.
| Değer | TP5000 datasheet | Yaygın modül |
|---|---|---|
| Giriş gerilimi | 4,5-9V (mutlak sınır 10V) | 5V; USB-C kartta 4,5-5,5V |
| Şarj sonu gerilimi | 4,2V (Li-ion) / 3,6V (LiFePO4), ±%1 | Lehim köprüsüyle seçilir |
| Şarj akımı | 0,1-2A, I = 0,1V / RS | 1A (R100 direnç) |
| Ön şarj | Li-ion modunda yaklaşık 2,9V altında | Akımın %10'u |
| Şarj bitişi | Akım C/10'a düşünce | Yeşil LED yanar |
| Yeniden şarj | Li-ion 4,05V, LiFePO4 3,45V altında | Otomatik |
| Frekans | 800 kHz | - |
| Korumalar | Aşırı akım, düşük gerilim, aşırı sıcaklık, kısa devre, pil ters bağlantı | Deşarj koruması yok |
Bazı ilanlarda aşırı deşarj koruması yazar; TP5000 yalnızca şarj entegresidir ve pil yükü beslerken onu korumaz. Bu iş için hücrenin ya da paketin kendi koruma devresi gerekir.
Li-ion ve LiFePO4 seçimi nasıl yapılır?
Kimya seçimini entegrenin CS ucu belirler: CS girişe (yüksek seviyeye) bağlıyken şarj 4,2V'ta, boşta kaldığında 3,6V'ta biter; CS toprağa çekilirse şarj durur. Modüllerde bu bağlantı küçük bir lehim köprüsüyle yapılır.
Varsayılan ayar ve ped adı karttan karta değişir. Satıcı belgelerinde hem "köprü kapalı = 3,6V" hem de "köprü kapalı = 4,2V" diyenler vardır. Bu yüzden şunu yapın:
- Kartın ürün sayfasındaki şemaya ya da pedin yanındaki yazıya bakın.
- Multimetreyle CS pedinin girişe bağlı olup olmadığını kontrol edin.
- İlk şarjda pil dolmaya yakınken pil gerilimini ölçün; Li-ion için 4,2V, LiFePO4 için 3,6V civarında durmalıdır.
Uyarı: LiFePO4 hücreyi 4,2V modunda şarj etmek hücreyi aşırı şarj eder ve zarar verir. Li-ion hücreyi 3,6V modunda şarj etmek tehlikeli değildir ama hücre tam dolmaz.
TP5000 şarjı hangi aşamalardan geçer?
TP5000 şarjı üç aşamada yapar: ön şarj, sabit akım (CC) ve sabit gerilim (CV). Boşalmış hücreye önce düşük akım verilir; gerilim eşiği geçince ayarlı akım (ör. 1A) uygulanır. Hücre 4,2V'a ya da 3,6V'a ulaşınca gerilim sabit tutulur ve akım giderek azalır.
Akım ayarlı değerin onda birine (1A ayarda 0,1A) inince şarj biter; kırmızı LED söner, yeşil LED yanar. Pil gerilimi Li-ion'da 4,05V'un, LiFePO4'te 3,45V'un altına inerse şarj kendiliğinden yeniden başlar. Bağımsız bir incelemede LiFePO4 için bu yeniden başlama eşiğinin yüksek bulunduğu belirtilmiştir; pili uzun süre bağlı bırakmak yerine şarj bitince ayırmak daha iyidir.
TP5000 modülü nasıl bağlanır?
TP5000 modülü girişten 5V kaynağa, BAT+ ve BAT− uçlarından tek hücreye bağlanır. Örneğin bir Orion IFR32700 3,2V 6000 mAh LiFePO4 pil için adımlar şöyledir:
- Kartın kimya seçimini 3,6V'a (LiFePO4) ayarlayın ve yukarıdaki gibi doğrulayın.
- Pilin artısını BAT+, eksisini BAT− ucuna bağlayın; kutupları iki kez kontrol edin.
- USB-C kartta girişe 18W Type-C adaptör ve kablo seti gibi 5V veren bir şarj aletini takın; pedli kartta 5V'u IN+ ve IN− uçlarına verin.
- Kırmızı LED şarjın sürdüğünü gösterir; yeşil LED yandığında girişi çekin ve pili ayırın.
6000 mAh bir hücre 1A ile yaklaşık 6-7 saatte dolar. Kart 1A'da hafifçe ısınır; 1A üstüne çıkılacaksa soğutma gerekir. LiFePO4 kimyası hakkında ayrıntılı bilgi için LiFePO4 akü yazımıza bakabilirsiniz.
TP5000, TP4056 ve TP5100 arasındaki fark nedir?
TP5000, LiFePO4 desteği olan tek hücre şarj entegresidir; TP4056 yalnızca Li-ion içindir, TP5100 ise Li-ion'u 1S ya da 2S şarj eder.
| Özellik | TP4056 | TP5000 | TP5100 |
|---|---|---|---|
| Çalışma biçimi | Lineer | Anahtarlamalı, 800 kHz | Anahtarlamalı, 400 kHz |
| Şarj sonu | 4,2V | 4,2V veya 3,6V | 4,2V veya 8,4V |
| Hücre | 1S Li-ion | 1S Li-ion veya LiFePO4 | 1S veya 2S Li-ion |
| En yüksek akım | 1A | 2A | 2A |
| Giriş (datasheet) | 4-8V | 4,5-9V | 5-18V |
Yalnızca 18650 Li-ion hücre şarj edecekseniz TP4056 şarj devresi daha basit ve yaygın bir seçimdir. İki hücreli paketler için TP5100 şarj modülü yazımıza bakabilirsiniz.
TP5000 kullanırken nelere dikkat etmelisiniz?
En önemli kural, kimya seçiminin piliniz ile uyumlu olduğunu şarjdan önce doğrulamaktır. Bunun dışında şu noktalara dikkat edin:
- TP5000 yalnızca tek hücre içindir; seri paketleri şarj etmez ve hücre dengeleme yapmaz.
- Pedli kartta girişi 9V'un üzerine çıkarmayın; bağımsız ölçümler 7V'u aşmamayı öneriyor. USB-C kartta yalnızca 5V kullanın.
- Korumasız 18650 Li-ion hücre kullanıyorsanız yük tarafına 1S 5A BMS koruma devresi ekleyin.
- Şarjı yanıcı olmayan bir yüzeyde yapın, gözetimsiz bırakmayın; şişmiş ya da hasarlı hücreleri şarj etmeyin.
Sık sorulan sorular
TP5000 ile 3,2V LiFePO4 pil şarj edilir mi?
Evet, 3,2V LiFePO4 hücrenin nominal gerilimidir; dolu hücre 3,6V civarındadır. TP5000'i 3,6V moduna aldığınızda bu hücreleri güvenle şarj edebilirsiniz. Kartın 4,2V modunda kalmadığını şarjdan önce mutlaka kontrol edin; aksi hâlde LiFePO4 hücre aşırı şarj olur.
TP5000 modülü kaç saatte şarj eder?
Şarj süresi kabaca kapasite bölü şarj akımıdır, CV aşaması için %10-20 eklenir. 1A modülle 2.000 mAh 18650 hücre yaklaşık 2,5 saatte, 6.000 mAh 32700 hücre yaklaşık 6-7 saatte dolar. Hücre çok boşsa ön şarj aşaması süreyi biraz uzatır.
TP5000 şarj akımı nasıl artırılır?
Şarj akımı I = 0,1V / RS formülüyle belirlenir; kartta genellikle 0,1 Ω (R100) direnç vardır ve 1A verir. Yanına ikinci bir R100 paralel eklemek akımı yaklaşık 2A'ya çıkarır. Bu durumda kart daha çok ısınır; soğutma ve pilin bu akıma uygun olması gerekir.
TP5000 ile powerbank yapılabilir mi?
TP5000 yalnızca şarj kısmını üstlenir; çıkışı 5V'a yükseltmez. Powerbank için ayrıca bir boost (yükseltici) modül ve hücre koruma devresi gerekir. Daha basit bir çözüm isteniyorsa şarj, koruma ve 5V çıkışı tek kartta birleştiren hazır modüller tercih edilebilir.
Yeşil LED hiç yanmıyor, sorun ne olabilir?
Şarj akımı C/10 eşiğine inmiyorsa yeşil LED yanmaz. Pilin kapasitesi çok büyük olabilir, pil bozuk olabilir ya da pil uçlarına bağlı bir yük akım çekiyor olabilir. Şarj sırasında yükü ayırın ve pil gerilimini ölçün; 3,6V/4,2V'a ulaşmıyorsa bağlantıları ve hücreyi kontrol edin.
Özet
- TP5000; tek hücreli Li-ion'u 4,2V'a, LiFePO4'ü 3,6V'a şarj eden 800 kHz anahtarlamalı bir şarj entegresidir.
- Kimya seçimi CS ucuyla, modülde lehim köprüsüyle yapılır; ped anlamı karttan karta değiştiği için ölçerek doğrulayın.
- Modüller 5V girişle ve R100 dirençle 1A şarj akımıyla gelir; akım I = 0,1V / RS ile belirlenir.
- Şarj ön şarj, CC ve CV aşamalarından geçer; akım C/10'a inince yeşil LED yanar.
- TP5000 deşarj koruması ve seri paket desteği sunmaz; korumasız hücrede BMS kullanın.