平芯微HY2120-CB带自恢复与0V充电的两节锂电池保护IC平芯微半导体PWChip的 HY2120-CB 是一款基于 CMOS 工艺的两节串联锂离子/锂聚合物电池保护芯片采用 SOT23-6L 封装。它把过充、过放、过流充电、过流放电以及短路这五种常见风险整合到单颗芯片里并加入了过放自恢复与 0V 电池激活充电两项实用功能适合电动工具、小家电、便携照明等对续航和易用性要求较高的场景。HY2120-CB 的突出之处在于过放保护触发后无需外接充电器。只要电池在断开负载后自身电压回升到恢复阈值以上芯片就会自动重新打开放电回路让设备恢复正常工作。对于经常把电池用到自动关机、然后放置一段时间再继续使用的用户来说这种设计明显更省事。同时完全放空的电池也能通过 0V 充电功能被重新激活不必因为过放而直接报废整组电池。一、产品主要特性这款保护芯片围绕两节串联电池组做了专门优化。单节过充保护阈值设定在 4.280V精度达到 ±25mV过放保护阈值则为 2.900V精度 ±80mV。放电过流检测以 VM 端电压 0.200V 为判断点充电过流检测为 -0.200V两者精度均为 ±30mV。短路保护阈值范围是 0.6V 到 1.4V响应时间在 150μs 到 500μs 之间能够在极短时间内切断放电回路避免电池和 MOS 管受损。在功耗方面HY2120-CB 工作电流约 4.5μA待机电流约 2.1μA对电池自放电的影响很小。封装为 SOT23-6外围只需少量阻容和两颗 N-MOS整体 BOM 成本低、占板面积小。HY2120-CB典型应用电路图1平芯微HY2120-CB两节锂电池保护IC典型应用电路二、引脚定义HY2120-CB 的六个引脚分工明确引脚排列与功能说明如下。HY2120-CB引脚排列图2平芯微HY2120-CB引脚排列三、关键保护参数下表汇总了 HY2120-CB 的主要电气参数便于快速核对规格。四、过放自恢复功能说明HY2120-CB 后缀中的 “CB” 代表该版本支持过放自恢复。实际工作过程是当任意一节电池电压跌到 2.9V 以下并持续 128ms芯片会立即关闭 DOUT让 Q2 关断以切断放电回路随后进入约 2.1μA 的低功耗待机状态。此时如果把负载去掉电池内部化学平衡会让电压自然回升一旦两节电池电压都高于 3.0V 并持续约 1.2ms芯片就会自动恢复DOUT 重新拉高Q2 导通电池组可以继续供电。不带自恢复功能的传统方案在过放后必须依赖充电器才能解除保护用户往往需要找到充电器插上才能重新开机。HY2120-CB 的自恢复机制让设备在短暂静置后就能自行恢复对电动工具、吸尘器、小风扇、电动牙刷等”用完放下、过会儿再用”的产品非常友好。五、五重保护机制5.1 过充保护当任意一节电池电压超过 4.280V 且持续 1.0s芯片拉低 COUT使 Q1 关断停止充电。恢复条件有两种一是电池通过自放电降到 4.080V 以下二是通过负载放电把电压拉低恢复延迟约 16ms。5.2 过放保护当任意一节电池电压低于 2.9V 且持续 128ms芯片拉低 DOUT使 Q2 关断停止放电。之后进入低功耗待机。如第四节所述CB 版本支持电压回升后自动恢复也可以外接充电器强制恢复。5.3 过流放电保护当 VM 端电压超过 0.2V 并持续 12ms说明放电电流超过设定值芯片关断 Q2。负载取消后 VM 电压回落芯片约 1.2ms 后自动恢复。5.4 短路保护当 VM 端电压达到 0.6V 到 1.4V 的短路阈值区间并持续 150μs 到 500μs芯片立即关断 Q2。这个响应速度远快于普通过流保护可以在大电流冲击发生前保护电池和 MOS 管。负载移除后同样自动恢复。5.5 过流充电保护当 VM 端电压低于 -0.2V 并持续 8ms说明充电电流过大芯片关断 Q1。充电器移除或电流降低后VM 电压回升到 -0.2V 以上芯片约 1.2ms 后自动恢复。六、0V电池充电功能HY2120-CB 支持对完全放空的电池组进行激活充电。当电池电压接近 0V 时只要接入充电器后 VDD 与 VM 之间的压差达到 1.2V 以上COUT 就会被拉到 VDDQ1 导通电流通过 Q2 的体内二极管给电池充电。随着电池电压逐渐升高超过过放保护阈值后芯片进入正常保护状态Q2 也会正常参与后续充放电管理。七、外围设计建议7.1 R1、R2 稳压电阻推荐取值为 330Ω可用范围 100Ω 到 470Ω。阻值过大会降低电压检测精度过小则在充电器反接时容易让芯片承受过大电流而损坏。7.2 R3 限流电阻推荐 1kΩ 到 4kΩ。R3 在充电器反接时承担限流作用太小可能烧坏芯片太大又会影响充电回路的正常关断。7.3 C1、C2 去耦电容建议使用不小于 0.1μF 的瓷片电容尽量靠近芯片 VDD 和 VSS 引脚放置用于稳定供电电压、抑制噪声。7.4 外接 MOS 管选型常见搭配包括 PW8206A6SSOT23-6 双 N-MOS、PW4406ASOP8、PW20N03/PW80N03TO252大电流场景。选型时主要看负载电流、导通内阻和封装散热能力。八、充电方案搭配针对两节串联锂电池组平芯微提供两种典型充电搭配升压充电方案适合只有 5V USB 输入的场合可使用 HY2120 配合 PW4584A、PW4252 或 PW4253把 5V 升压到 8.4V 后为两节电池充电。降压充电方案适合 12V 适配器供电的场景可搭配 PW4084把 12V 降到 8.4V 进行充电。九、典型应用场景HY2120-CB 主要面向两节串联锂电池组适用场景包括电动工具如电钻、电磨、电动螺丝刀的电池包便携吸尘器、电动拖把电动自行车灯、头灯、手电筒无线对讲机和电话机电池蓝牙音箱、便携小风扇、电动牙刷小型 2S 充电宝以及便携医疗仪器和仪表设备的电池保护。