TP5100, tek hücreli Li-ion pili 4,2V'a, iki hücreli seri paketi 8,4V'a şarj eden 400 kHz anahtarlamalı bir şarj entegresidir. Modüllerde 1S/2S seçimi bir lehim köprüsüyle, şarj akımı (0,1-2A) akım algılama direnciyle yapılır. Giriş 5-18V aralığındadır, 2S için genellikle 12V adaptör kullanılır. Hücreleri dengelemez; 2S pakette BMS şarttır.
TP4056 tek hücreyi 1A'ya kadar şarj eder; iki hücreli 7,4V paketler ya da daha hızlı şarj gerektiğinde TP5100 devreye girer. Bu yazıda TP5100 şarj modülünün gerçek değerlerini, 1S ve 2S seçiminin nasıl yapıldığını, şarj akımını hangi direncin belirlediğini ve modülün 2S paketle güvenli biçimde nasıl bağlanacağını anlatıyoruz.
TP5100 şarj modülü nedir?
TP5100, Top Power ASIC firmasının ürettiği, tek hücreli (4,2V) ya da iki hücreli seri (8,4V) lityum iyon pilleri ön şarj, sabit akım ve sabit gerilim aşamalarıyla şarj eden anahtarlamalı (buck) bir şarj yönetim entegresidir. Güç MOSFET'i entegrenin içindedir ve 4x4 mm QFN16 kılıftadır.
TP4056 gibi lineer şarj entegreleri fazla gerilimi ısıya çevirir. TP5100 ise anahtarlama yaptığı için 2A'ya kadar akımda bile daha az ısınır ve 12V gibi yüksek bir girişten verimli çalışır.
TP5100'ün teknik değerleri nelerdir?
TP5100 datasheet'e göre 5-18V girişle çalışır, 0,1-2A arasında programlanabilir şarj akımı verir ve 400 kHz'de anahtarlama yapar. Modül ilanlarında giriş aralığı genellikle daha dar (5-12V) verilir; kendi kartınızın değerini esas alın.
| Değer | TP5100 datasheet | Not |
|---|---|---|
| Giriş gerilimi | 5-18V (mutlak sınır 20V) | 2S şarj için 12V kaynak yaygındır |
| Şarj sonu gerilimi | 4,2V (1S) / 8,4V (2S) | Doğruluk %1'den iyi |
| Şarj akımı | 0,1-2A, I = 0,1V / RS | Kartlarda çoğunlukla 1A ya da 2A ayarlı gelir |
| Ön şarj akımı | Şarj akımının %10-100'ü | Hücre başına yaklaşık 2,9V altında |
| Şarj bitişi | Akım C/10'a düşünce | Ardından otomatik yeniden şarj |
| Anahtarlama frekansı | 400 kHz | Kartta harici bobin bulunur |
| Korumalar | Aşırı akım, düşük gerilim, aşırı sıcaklık, kısa devre, pil ters bağlantı | Deşarj koruması yok |
Bazı ilanlarda "aşırı deşarj koruması" yazar; TP5100 yalnızca şarj entegresidir ve pil boşalırken onu korumaz. Deşarj koruması için pilin ya da paketin kendi koruma devresi gerekir.
1S ve 2S seçimi nasıl yapılır?
1S ve 2S seçimini entegrenin CS ucu belirler; modülde bu, karttaki küçük bir lehim köprüsüyle yapılır. Datasheet'e göre CS ucu boşta kaldığında entegre 4,2V'ta (1S), dahili regülatör gerilimine bağlandığında 8,4V'ta (2S) şarjı keser. CS toprağa çekilirse şarj durur.
Yaygın TP5100 kartları fabrikadan 1S (4,2V) olarak gelir; 2S için genellikle "SET" ya da "8.4V" yazan iki ped lehimle birleştirilir. Ped adı ve varsayılan ayar üreticiye göre değişebilir. Bu yüzden ilk şarjda pil dolmaya yakınken BAT uçlarındaki gerilimi multimetreyle ölçün: 1S için 4,2V, 2S için 8,4V civarında durmalıdır. Yanlış seçim, 1S hücreye 8,4V uygulanması demektir ve yangın riskidir.
Şarj akımı nasıl ayarlanır?
Şarj akımını, entegrenin akım algılama ucundaki RS direnci belirler: I = 0,1V / RS. Kart üzerinde "R100" yazan 0,1 Ω direnç 1A demektir; yan yana iki R100 (paralel 0,05 Ω) 2A verir.
| RS direnci | Şarj akımı (yaklaşık) | Uygun hücre |
|---|---|---|
| 0,2 Ω (R200) | 0,5A | 1.000-1.500 mAh |
| 0,1 Ω (R100) | 1A | 2.000 mAh ve üzeri 18650 |
| 0,067 Ω | 1,5A | 3.000 mAh ve üzeri |
| 0,05 Ω (2 × R100 paralel) | 2A | Yüksek kapasiteli ve soğutmalı kullanım |
Kartınızda kaç R100 olduğuna bakarak varsayılan akımı anlayabilirsiniz. Satıcılar arasında değerler farklı verildiğinden, değişiklikten sonra akımı pil hattına seri bağlı bir ampermetreyle doğrulayın. 2A'da kart belirgin biçimde ısınır; 1A üstünde küçük bir soğutucu ya da hava akışı önerilir.
TP5100 nasıl bağlanır?
TP5100 modülü giriş uçlarından (IN+ / IN−) DC kaynağa, pil uçlarından (BAT+ / BAT−) pile ya da BMS'li pakete bağlanır. TP5100 1S/2S lityum pil şarj modülü ile 2S paket kurulumu şöyledir:
- Kartın 1S/2S köprüsünü 2S'e (8,4V) ayarlayın ve RS direncine bakarak şarj akımını not edin.
- İki 18650 hücreyi seri bağlayın; her hücre için 18650 pil tutucu braket kullanabilirsiniz.
- Paketi 2S 10A BMS koruma devresine bağlayın: B− ilk hücrenin eksisine, BM ara noktaya, B+ ikinci hücrenin artısına.
- TP5100'ün BAT+ ucunu BMS P+ (ya da B+) ucuna, BAT− ucunu BMS P− ucuna bağlayın.
- Pili bağladıktan sonra girişe 12V 2A adaptör bağlayın; kırmızı LED şarjı, yeşil LED şarjın bittiğini gösterir.
Hücreleri pakete koymadan önce gerilimlerinin birbirine yakın (0,05V içinde) olduğundan emin olun. BMS bağlantısının ayrıntıları için 2S BMS bağlantı şeması yazımıza bakabilirsiniz.
TP5100 şarj ederken hangi aşamalardan geçer?
TP5100 şarjı üç aşamada yapar: ön şarj, sabit akım (CC) ve sabit gerilim (CV). Hücre gerilimi yaklaşık 2,9V'un altındaysa entegre düşük ön şarj akımıyla başlar. Gerilim yükselince ayarlı akıma geçer, 4,2V'a (2S'de 8,4V) yaklaşınca akımı azaltarak gerilimi sabit tutar.
Akım ayarlı değerin onda birine (C/10) inince şarj biter ve yeşil LED yanar. Pil gerilimi bir miktar düşerse entegre yeniden şarja başlar. Bu nedenle pilin modüle sürekli bağlı kalması sorun değildir, ama uzun süre kullanılmayacaksa ayırmak daha iyidir.
TP5100 kullanırken nelere dikkat etmelisiniz?
En önemli kural, 2S pakette mutlaka BMS kullanmaktır; TP5100 paketin toplamına (8,4V) bakar, hücreleri tek tek dengelemez. Hücrelerden biri zayıfsa diğeri 4,2V'u aşabilir. Balans özellikli bir BMS bu farkı yakalar ya da şarjı keser.
- Pili ters bağlamayın; entegrede ters bağlantı koruması olsa da kart üzerindeki diğer parçalar zarar görebilir.
- Girişi 18V'un üzerine çıkarmayın; 2S için 12V kaynak yaygın ve uygun bir seçimdir.
- Şarjı yanıcı olmayan bir yüzeyde yapın ve gözetimsiz bırakmayın.
- Şişmiş, ezilmiş ya da 2,5V'un altına inmiş hücreleri şarj etmeyin.
- Hücre kapasitesini ve önerilen şarj akımını Orion 18650 2200 mAh Li-ion pil gibi ürünlerin bilgi sayfasından kontrol edin.
Li-ion hücrelerin genel kullanımı için 18650 pil rehberimize, BMS seçimi için BMS yazımıza göz atabilirsiniz.
Sık sorulan sorular
TP5100 ile 3S pil şarj edilebilir mi?
Hayır, TP5100 yalnızca 4,2V (1S) ve 8,4V (2S) şarj sonu gerilimini destekler. 3S (12,6V) paket için CC/CV ayarlı bir buck modül ve 3S BMS ya da 3S'e özel bir şarj devresi gerekir. TP5100'ü 3S pakete bağlamak paketi tam şarj etmez ve gereksiz akım riskine yol açar.
TP5100 1S için hangi adaptörü kullanmalıyım?
1S şarj için 5V USB adaptör de çalışır, ama 2A şarjda adaptörün en az 2A verebilmesi gerekir. Giriş geriliminin pil geriliminin yeterince üstünde olması gerekir; 5V'un altına düşen zayıf adaptörler şarjı yavaşlatır. Girişi yükseltmek (ör. 9V veya 12V) aynı şarj gücünde giriş akımını düşürür.
TP5100 çok ısınıyor, ne yapmalıyım?
2A şarjda ısınma beklenir; entegre aşırı sıcaklıkta akımı kendisi azaltır. Uzun süreli kullanımda akımı 1A'ya düşürün (bir R100'ü sökün) ya da kartın altına yalıtkan termal bantla küçük bir soğutucu ekleyin. Kartı kapalı ve havasız bir kutuya koymayın.
TP5100 pil boşalırken de korur mu?
Hayır, TP5100 yalnızca şarjı yönetir; yükü beslerken pili aşırı deşarja karşı korumaz. Korumasız hücre ya da paket kullanıyorsanız 1S için tek hücre koruma devresi, 2S için 2S 5A BMS gibi bir koruma kartı ekleyin. BMS, gerilim çok düştüğünde yükü keser.
Yeşil LED yandı ama gerilim 8,4V değil, neden?
Şarj bittikten hemen sonra pil gerilimi birkaç dakika içinde biraz düşer; 8,3V civarında görmek normaldir. Ölçüm 8,0V'un altındaysa hücrelerden biri zayıf olabilir ya da kart 1S'e ayarlıdır. Hücre gerilimlerini tek tek ölçerek dengesizliği kontrol edin.
Özet
- TP5100; 1S'i 4,2V'a, 2S'i 8,4V'a şarj eden 400 kHz anahtarlamalı, 2A'ya kadar akım veren bir şarj entegresidir.
- 1S/2S seçimi karttaki lehim köprüsüyle yapılır; ilk şarjda şarj sonu gerilimini multimetreyle doğrulayın.
- Şarj akımı I = 0,1V / RS formülüyle belirlenir: R100 1A, iki R100 paralel 2A verir.
- TP5100 hücreleri dengelemez ve deşarj koruması yapmaz; 2S pakette BMS şarttır.
- 2S için 12V adaptör yaygın seçimdir; 1A üstünde soğutma ve gözetim gerekir.