平芯微HY2120-CB高精度检测+自恢复+0V电池激活充电

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 VDD，Q1 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 PW8206A6S（SOT23-6 双 N-MOS）、PW4406A（SOP8）、PW20N03/PW80N03（TO252，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。