Comment un chargeur de batterie TP4056 peut ruiner votre projet

Les modules à base de TP4056 sont le chargeur de batterie au lithium à cellule unique le moins cher du marché. Vendus couramment en paquets de 10 sur Amazon, e-Bay, AliExpress et d’autres détaillants en ligne, ils sont l’achat classique du bricoleur en électronique qui aborde pour la première fois une batterie au lithium dans son projet.

Mais ils ne sont que ça : des chargeurs. Dans la plupart des cas, les bricoleurs surestiment largement ce qu’un TP4056 sait faire et se retrouvent dans une situation potentiellement dangereuse, car une cellule au lithium maltraitée prend feu sans grande difficulté.

Chez PN Labs, nous travaillons beaucoup avec les batteries au lithium et nous tenons à ce qu’elles soient utilisées correctement. Cet article explique donc comment se servir d’un TP4056 en toute sécurité, et où la plupart des gens se trompent.

Anatomie du module TP4056

Un module TP4056 standard ressemble à ceci :

Photographie annotée d’un module de charge TP4056 bleu, avec des repères vers le circuit de charge TP4056, la résistance R3 qui fixe le courant constant, les DEL CHG et STDBY, le circuit de protection DW01-EV et le double MOSFET FS8205A, à côté de l’entrée USB-C et des pastilles B+, B-, OUT+ et OUT-.

Ce que font ces composants :

  • Circuit de charge TP4056 : il applique un profil de charge CC/CV (courant constant / tension constante) adapté à une seule cellule lithium-ion. Pendant la charge principale, il débite un courant régulé fixé par la résistance de programmation (R3 sur l’image). Quand la tension de la cellule approche 4,2 V, le chargeur maintient la tension constante jusqu’à ce que le courant retombe à 1/10 du courant de charge programmé. Le circuit intègre aussi une régulation thermique : il réduit automatiquement le courant de charge si la température de la puce dépasse environ 120 C, pour se protéger lui-même.
  • DW01-EV circuit de protection : il commande les MOSFET et coupe la sortie si la cellule dépasse 4,30 +/- 0,05 V ou descend sous 2,4 +/- 0,1 V. Il assure aussi une coupure en surintensité, en mesurant la chute de tension aux bornes des MOSFET sur une broche dédiée.
  • MOSFET double canal N FS8205A : routés sur le circuit imprimé en configuration tête-bêche (drain commun), pour contrôler le courant dans les deux sens.

Performances générales du TP4056

Voici ce qu’on peut attendre du module TP4056 :

  • Fournir une charge CC-CV sûre (mais sans retour de température) par USB, pour une cellule unique jusqu’à 4,2 V, quand aucun consommateur n’est branché en sortie. Le courant reste souvent sous 1 A à cause des contraintes thermiques.
  • Chauffer un peu, à cause de la régulation linéaire du courant de charge. Ce n’est pas un problème tant que la carte ne touche ni la batterie ni quoi que ce soit de sensible à la température.

Mauvais usages du module TP4056

Voici les mauvais usages du module TP4056 que nous voyons le plus souvent en ligne et chez les gens à qui nous parlons :

  1. Charger et utiliser la cellule en même temps. Le TP4056 ne sépare pas le courant de charge du courant consommé par le montage (aucune gestion du chemin d’alimentation). Un consommateur branché sur la sortie de la cellule trompe donc le chargeur : le courant de fin de charge de l’étape à tension constante n’est jamais atteint. Le module reste en charge d’entretien, ce qui réduit fortement la durée de vie de la batterie.
  2. Compter sur le circuit de protection DW01 comme protection contre la décharge profonde. 2,4 V est bien trop bas pour protéger une cellule au lithium prévue pour fonctionner entre 3,0 et 4,2 V. Les concepteurs du circuit l’ont probablement pensé comme un dernier recours, ou pour des cellules à longs fils, donc à forte chute de tension. Descendre brièvement à 2,4 V sous forte charge peut passer, quand la vraie tension d’équilibre est plus proche de 3,0 V, mais une décharge lente qui amène progressivement la cellule à 2,4 V l’abîmera à coup sûr.
  3. Placer la carte de charge tout près de la cellule : la chaleur dégagée par le régulateur linéaire peut déclencher un incendie en cas de contact direct.


Avec tous ces problèmes, on peut se demander pourquoi concevoir une carte pareille. Les modules TP4056 sont prévus pour servir de modules de charge, et ils font ce travail correctement.

Je m’en sers moi-même régulièrement quand j’ai besoin de charger une cellule à 4,2 V. Les problèmes apparaissent quand on étire l’usage prévu. Le pire, c’est que les cellules se dégradent lentement : on peut mal faire les choses pendant un bon moment, jusqu’à ce que la batterie lâche prématurément ou que ça tourne mal.

Une solution de rechange :

Notre module Battery Pal réunit chargeur de batterie, carte de protection et régulateur de tension pour les cellules au lithium de 3,0 à 4,2 V. Il sort 3,3 ou 5 V jusqu’à 1,5 A en continu, ce qui convient bien aux applications embarquées.

Rendu de la carte Battery Pal de PN Labs vue de dessus : prise USB-C à gauche, pastilles B+, B- et T pour la cellule lithium 1S le long du bord supérieur, bouton d’alimentation, connecteur blanc en bordure droite, et une rangée de pastilles de signal le long du bord inférieur.

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