兩串7.4V和8.4V鋰電池保護(hù)板專用芯片PW7120應(yīng)用筆記

ID:1045025 · 發(fā)表于 2026-6-9 14:48

7.4V/8.4V鋰電池保護(hù)板芯片電路圖方案 — 平芯微PW7120兩節(jié)串聯(lián)鋰電池充放電保護(hù)IC

為什么7.4V鋰電池需要保護(hù)板？

7.4V鋰電池組（兩節(jié)18650或聚合物電池串聯(lián)）廣泛應(yīng)用于藍(lán)牙音箱、電動(dòng)工具、無人機(jī)、礦燈、手持終端等設(shè)備。由于鋰電池的化學(xué)特性，任何過充電、過放電、過電流或短路都可能導(dǎo)致電池鼓包、起火甚至爆炸。因此，每一組7.4V/8.4V鋰電池都必須搭配專用的鋰電池保護(hù)板芯片，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)并在異常情況下自動(dòng)切斷充放電回路，確保安全。

平芯微PW7120是一款專為7.4V/8.4V兩節(jié)串聯(lián)鋰電池設(shè)計(jì)的CMOS充放電保護(hù)IC，集成過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)和短路保護(hù)四大核心功能，搭配外部功率MOSFET即可構(gòu)成完整的鋰電池保護(hù)板電路方案。

PW7120 — 7.4V/8.4V鋰電池保護(hù)板核心芯片

PW7120采用SOT23-6封裝，是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的兩節(jié)串聯(lián)鋰電池保護(hù)芯片之一。其核心保護(hù)參數(shù)如下：

過充電保護(hù)：當(dāng)任一節(jié)電池電壓超過過充檢測(cè)閾值（典型4.28V）時(shí)，PW7120關(guān)斷充電MOSFET，切斷充電通路，防止電池過充至危險(xiǎn)電壓。

過放電保護(hù)：當(dāng)任一節(jié)電池電壓降至過放檢測(cè)閾值（典型2.8V）以下時(shí)，PW7120關(guān)斷放電MOSFET，切斷負(fù)載通路，避免電池過度放電導(dǎo)致不可逆容量損失。

過電流保護(hù)：當(dāng)放電電流超過設(shè)定閾值時(shí)，保護(hù)電路在設(shè)定延時(shí)后關(guān)斷放電MOSFET，保護(hù)電池和負(fù)載安全。

短路保護(hù)：當(dāng)檢測(cè)到輸出短路時(shí)，PW7120在微秒級(jí)快速關(guān)斷放電MOSFET，防止瞬間大電流損壞電池。

0V電池充電：支持對(duì)完全放空的電池進(jìn)行涓流恢復(fù)充電，兼容性更強(qiáng)。

7.4V/8.4V鋰電池保護(hù)板電路方案選型

根據(jù)不同的持續(xù)放電電流和應(yīng)用場(chǎng)景，平芯微提供多種保護(hù)板電路方案配置：

方案1：PW7120 + PW8205A x3（4.5A持續(xù)放電，適合中等功率設(shè)備）

適用場(chǎng)景：電動(dòng)工具、手持終端等需要4~5A持續(xù)放電的2S應(yīng)用。

電路配置：PW7120保護(hù)IC + 3顆PW8205A8TS MOSFET并聯(lián)（TSSOP8封裝），過流保護(hù)閾值約13.5A。通過增加MOSFET并聯(lián)數(shù)量，降低導(dǎo)通電阻，提升持續(xù)電流能力和散熱性能。

方案2：PW7120 + PW4406A x2（3A持續(xù)放電，SOP8封裝易焊接）

適用場(chǎng)景：DIY手工焊接、小批量試產(chǎn)場(chǎng)景，SOP8封裝MOSFET更易手工焊接。

電路配置：PW7120保護(hù)IC + 2顆PW4406A MOSFET（SOP8封裝），過流保護(hù)閾值約7A。SOP8封裝引腳間距大，適合手工焊接和小批量生產(chǎn)。

方案3：PW7120 + PW4406A x4 + PW2213均衡（6A持續(xù)放電，帶電池均衡）

適用場(chǎng)景：高品質(zhì)電池組、長(zhǎng)期使用壽命要求高的設(shè)備，需要電池均衡功能防止電芯壓差增大。

電路配置：PW7120保護(hù)IC + 4顆PW4406A MOSFET（SOP8封裝）+ PW2213電池均衡芯片。過流保護(hù)閾值約14A，帶均衡功能消除兩節(jié)電芯間的電壓不一致，延長(zhǎng)電池組循環(huán)壽命。

方案4：PW7120 + PW80N03 x4（15A大電流，適合電動(dòng)工具/電動(dòng)車）

適用場(chǎng)景：電動(dòng)工具（電鉆、角磨機(jī)）、電動(dòng)滑板車、大功率礦燈等15A以上持續(xù)放電的2S應(yīng)用。

電路配置：PW7120保護(hù)IC + 4顆PW80N03 MOSFET（TO252大功率封裝），過流保護(hù)閾值約30A。TO252封裝散熱能力強(qiáng)，導(dǎo)通電阻極低，可承受15A持續(xù)大電流。

7.4V/8.4V鋰電池保護(hù)板 + 充電管理綜合方案

在實(shí)際產(chǎn)品中，鋰電池保護(hù)板通常需要與充電管理電路協(xié)同工作，構(gòu)成完整的充放電管理系統(tǒng)。以下是經(jīng)過驗(yàn)證的綜合方案：

不同充電輸入電壓對(duì)應(yīng)不同的充電IC選擇：USB 5V場(chǎng)景選升壓型PW4584A或高效PW4253；PD/QC快充選升降壓型PW4000；12V適配器選降壓型PW4084；24V電源選PW4242。所有方案均搭配PW7120保護(hù)IC + PW4406A MOSFET構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)板電路。

三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護(hù)板方案（PW7126/PW7127）

除了7.4V/8.4V兩節(jié)串聯(lián)方案外，平芯微同時(shí)提供三節(jié)串聯(lián)（3S，標(biāo)稱11.1V，滿電12.6V）鋰電池保護(hù)板方案：

PW7126：三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護(hù)IC，功能與PW7120類似，支持3A~15A多種電流等級(jí)配置。

PW7127：帶NTC溫度保護(hù)的三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護(hù)IC，在PW7126基礎(chǔ)上增加溫度監(jiān)測(cè)，當(dāng)電池溫度異常時(shí)主動(dòng)切斷充放電通路，安全等級(jí)更高。

三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護(hù)板同樣搭配充電管理芯片使用：USB 5V輸入選PW4053A/PW4053A-N升壓至12.6V；PD/QC快充選PW4000升降壓型；24V輸入選PW4243降壓型。

電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)7.4V/8.4V鋰電池保護(hù)板電路時(shí)需注意以下關(guān)鍵點(diǎn)：

MOSFET選型原則：根據(jù)持續(xù)放電電流選擇合適數(shù)量的MOSFET。一般規(guī)則是每顆PW8205A（TSSOP8）約承載1.5A持續(xù)電流，每顆PW4406A（SOP8）約承載1.5~2A持續(xù)電流，每顆PW80N03（TO252）可承載4~5A持續(xù)電流。需要更大電流時(shí)，通過并聯(lián)多顆MOSFET實(shí)現(xiàn)。

均衡芯片PW2213的必要性：當(dāng)兩節(jié)或三節(jié)電芯的容量存在差異時(shí)，長(zhǎng)期充放電循環(huán)會(huì)導(dǎo)致各節(jié)電壓差越來越大，最終某節(jié)先過充或先過放觸發(fā)保護(hù)。加入PW2213均衡芯片可消除電芯間的壓差，顯著延長(zhǎng)電池組使用壽命，建議在電池容量大于3000mAh或循環(huán)次數(shù)要求大于500次的應(yīng)用中使用。

PCB布局建議：保護(hù)IC靠近電池端放置；MOSFET的源漏極走線需足夠?qū)挘堪才嘟ㄗh≥0.5mm線寬）；均衡電阻需考慮散熱面積。

應(yīng)用領(lǐng)域

7.4V/8.4V鋰電池保護(hù)板芯片方案廣泛應(yīng)用于：便攜式藍(lán)牙音箱

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