平芯微HY2120-CB锂电池保护IC应用指南

保护原理+MOS选型+充电二合一设计，电路图BOM全公开

概述

HY2120 采用 SOT23-6L 的封装形式， HY2120 是一款基于 CMOS 的双节可充电锂电池保护电路，它集高精度过电压充电保护、过电压放电保护、过电流充电保护、过电流放电保护、电池短路保护等性能于一身。

特点

• 两节锂离子或锂聚合物电池的理想保护电路

• 高精度的保护电压（过充/过放） 检测

• 高精度过电流充电/放电保护检测

• 低供电电流

• 在低功耗模式， 不接充电器情况下， 可自动恢复状态

• 电池短路保护

• 平芯微产品有多种检测电压和延迟时间

• 支持 0V 电池充电功能

• 极少的外围元器件

•  SOT23-6 封装

一、平芯微HY2120-CB介绍

封装：SOT23-6

适用电池：2节串联锂电池（7.4V/8.4V）

保护功能：过充 / 过放 / 过流 / 短路

NTC保护：无

工作电流：微安级（极低功耗）

外围：极简，只需几颗电容电阻 + 外置MOS管

平芯微HY2120-CB保护IC，集成过充、过放、过流、短路四重保护，广泛应用于蓝牙音箱、小风扇、电动工具、LED灯具等产品。本文从工作原理到应用设计全面解析，并提供可直接替代的升级方案。

二、平芯微HY2120-CB充电电压和放电电压保护原理

平芯微HY2120-CB内部集成高精度电压检测比较器，通过监测每节电芯的电压来决定是否触发保护。

过充保护（充电电压保护）

• 当任意一节电芯电压 ≥ 过充检测阈值（典型4.28V），且持续超过延时时间

• 芯片关断充电控制MOS（CO引脚拉低），切断充电电流

• 当电压回落到过充释放阈值（典型4.08V）时，自动恢复充电

• 过充延时一般为1秒左右，避免电压波动误触发

过放保护（放电电压保护）

• 当任意一节电芯电压 ≤ 过放检测阈值（典型2.9V），且持续超过延时时间

• 芯片关断放电控制MOS（DO引脚拉低），切断负载电流

• 当电压回升到过放释放阈值（典型3.0V）时，自动恢复放电

• 过放后芯片进入低功耗休眠，避免电芯被彻底放空损坏

平芯微HY2120-CB的过放/过充电流保护原理

HY2120-CB的过流保护是通过检测MOS管源极和漏极之间的电压降（VDS）来实现的，不需要外部采样电阻，简化了外围设计。

检测原理

• MOS管导通时，电流在MOS内阻RDS(on)上产生电压降

• HY2120-CB内部比较器实时监测这个电压降

• 当VDS > 过流检测阈值VOCP时，触发过流保护

• 实际过流点 = VOCP / RDS(on)总

过流保护电流 = VOCP / (RDS(on)单颗 / 并联数)

放电过流

• 负载电流过大 → MOS VDS超过放电过流阈值 → 关断放电MOS

• 延时一般为毫秒级，避免启动琬流误触发

• 解除条件：断开负载后自动恢复

充电过流

• 充电电流过大 → 同样通过MOS VDS检测触发 → 关断充电MOS

• 充电过流阈值与放电过流阈值由同MOS决定

四、MOS管选择

由于HY2120-CB的过流保护直接依赖MOS管的RDS(on)，所以MOS选型直接决定保护板的持续电流和过流保护点。

MOS选型要求

• VDS耐压 ≥ 10V（双节电池满充电压8.4V，建议耐压∕20V）

• RDS(on)根据目标过流保护点选择

• ID（持续电流）满足产品最大工作电流

• 并联多颗可降低RDS(on)总，提升持续电流和过流保护点

五、与充电电路二合一参考设计

平芯微HY2120-CB保护IC可以与多款充电IC搭配，实现充电+保护二合一设计。以下是经过实测的参考方案：

二合一连接方式

• 充电IC输出接保护板P+、P-（充放电共用端口）

• 保护板B+、B-、VM分别接电芯正极、负极、中点

• 充电时电流经过保护板MOS管，HY2120-CB实时监测，过充时自动切断

• 所有充电方案的完整电路图和BOM表都可以提供

选型建议

• 只有USB 5V输入、成本敏感 → PW4584A

• USB 5V输入、要高效率 → PW4252

• USB 5V输入、要大电流2A → PW4253

• 多种电源兼容（5V/9V/12V）→ PW4000

• 固定12V适配器 → PW4084

• 适配器电压不确定（10-24V）→ PW4242