TP4056充电指示电路改善

1.问题背景
在使用TP4056充电芯片时，发现产品在开机边使用边充电的情况下，充电状态很难跳转到充满电状态。
2.电路介绍

(1)+5V为充电电源，经过TP4056后为电池VBAT充电；

(2)分别有两个指示灯，处于正在充电状态亮红灯，充满之后亮绿灯；

(3)PROG引脚通过1K电阻下拉到地，将充电电流设置在1A；

(4)VBAT经过开关电路为负载供电，所以充电电流一部分流向电池，一部分流向负载。

3.问题现象
(1)关机状态下充电，指示灯显示正常，电池充满电可以亮绿灯；
(2)开机状态下充电，即使电池电压达到4.2V，充电指示灯也一直亮红灯，无法亮绿灯。
4.原因分析：


(1)根据TP4056的技术手册得知，当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的 1/10 时，充电循环被终止；
(2)浮充电压典型值为4.2V，我们设定的电流为1A，所以当充电电流在达到4.2V之后降至0.1A 时，充电循环才会被终止；
(3)关机状态下充电，负载电流几乎为0，所以可以满足第二点条件；
(4)开机状态下，经过测量发现负载电流远远大于0.1A，无法降到0.1A以下，所以条件不满足，一直处于充电状态，才会一直亮绿灯。
5.电路改善


(1)不用TP4056指示充电状态，断开TP4056与充电指示灯的连接；
(2)使用TPS3808G01DBVR电压监控器，通过外围电阻设置充电状态阈值；


(3)根据技术手册得知参考电压为0.405V，误差-2%~2%，所以实际参考电压范围在0.3969V-0.4131；

(4)MR引脚内置上拉电阻，当SENSE电压低于参考电压时，内部MOS管导通；
(4)TPS3808G01DBVR为开漏输出，所以要接上拉电阻；
(5)通过R7、R8分压电阻设置充电状态阈值，以0.405V参考电压计算，电池电压在4.11V以上输出高电平，4.11V以下输出低电平；
(6)算上参考电压的误差，实际充满状态阈值电压范围在4.028V~4.193V；
(7)R12之所以用100k而不用10k，是因为如果使用10k，内部MOS管不导通时，5V经过R9和R12流到Q5基极，Q5导通，基极电压在0.7V左右，经过R12和R9分压，此时R12与R9、R13连接处电压为2.85V，Q6导通，两个灯同时亮。
6.电路缺点
(1)增加成本和设计难度；
(2)充电状态判断不太准确，算上误差最低4.028V即可亮绿灯。