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

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

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