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HY2120-CB保护IC工作原理详解,过充过放过流短路保护怎么实现的

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发表于 昨天 14:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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:
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
图片1.png
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MOSCO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MOSDO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
VDS > 过流检测阈值VOCP时,触发过流保护
实际过流点 = VOCP / RDS(on)
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
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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
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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:
图片7.png
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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