芯耀
与非AI
53
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）
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
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
