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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 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。 一、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 PW7121 — 带NTC过高温保护的升级替代如果你的产品对电池温度安全有要求(如大电流充放电、封闭空间、高温环境),可以考虑用PW7121,引脚兼容,多了NTC过温保护功能: 二、HY2120-CB充电电压和放电电压保护原理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 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
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