2 串双节锂电池保护 IC 深度解析

平芯微 PW7120 / PW7121 双节锂电池保护 IC 全解析 —— 涵盖芯片选型对比、电压电流保护原理、 MOS 管选型指南、 PCB 设计注意事项，以及充电二合一参考设计方案。 工程师快速查阅与计算的一站式参考。

4 重保护功能集成

±25mV电压检测精度

6 套充电参考方案

7.4V标称电池电压

芯片选型： PW7120 vs PW7121

两颗芯片均专用于2 节锂电池保护，集成四重保护，核心差异在于 NTC 温度保护

PW7120    基本型

双节锂电池保护 IC （基本型）

封装SOT23-6

过充保护4.28V ±25mV

过放保护2.80V

过流保护VEDI=0.2V

短路保护 微秒级响应

NTC 温度保护 — 无 —

工作电流 微安级

外围器件2 电容 +2~3 电阻

典型应用场景

蓝牙音箱 LED 灯具小家电移动电源数码产品

PW7121   NTC 增强型

双节锂电池保护 IC （带 NTC 过温保护）

封装SOT23-6

过充保护4.28V ±25mV

过放保护2.80V

过流保护VEDI=0.2V

短路保护 微秒级响应

NTC 温度保护 ✔ 支持外接

触发逻辑 过温关断/ 恢复

安全等级 更高

典型应用场景

电动工具定制电池包大电流充放封闭空间设备高温环境产品

充电电压与放电电压保护原理

VDD / VC / VSS 三引脚检测架构 · 两节电芯独立监测 · 高精度比较器

检测方式

芯片通过三个引脚实现对两节电芯电压的独立检测： VDD 引脚接电池组总正极 B+ ， VC 引脚接两节电芯中点（第 1 节正极 = 第 2 节负极）， VSS 引脚接总负极 B- 。 内部集成高精度电压检测比较器，分别监测每一节电芯的电压：

第1 节 = VC - VSS

第2 节 = VDD - VC

检测精度 ±25mV

过充保护机制  OVP

任意一节 ≥ 4.28V 且超过延时 → 触发

COUT 引脚拉低，关断充电控制 MOS

回落到 4.08V → 自动恢复充电

检测精度：±25mV

延时防止电压毛刺误触发

过放保护机制  UVP

任意一节 ≤ 2.80V 且超过延时 → 触发

DOUT 引脚拉低，关断放电控制 MOS

回升到 3.0V → 自动恢复放电

过放后进入低功耗休眠状态

有效防止电芯过放损坏

过放/ 过充电流保护原理

MOS 管 VDS 压降检测 · 无需外部采样电阻 · 三重过流 / 短路保护层级

检测原理

通过检测 MOS (Q1+Q2) 管源极和漏极之间的电压降 VDS 实现过流保护，不需要外部采样电阻—— 这是与三串 PW7126 的主要区别。

MOS 管导通时，电流在 RDS(on) 上产生电压降，内部比较器实时监测。 当 VDS 压降 > 过流检测阈值 VEDI 时，触发过流保护。

过流保护电流 (A) = VEDI (0.2V) / RDS(on) 总 (Ω)

VEDI — 过流检测阈值电压，典型值 0.2V

保护层级

放电过流  ms 级

负载电流过大 → 关断放电 MOS Q2 ，毫秒级延时，避免启动浪涌误触发

充电过流  ms 级

充电电流过大 → 关断充电 MOS Q1 ，阈值与放电过流相同

短路保护   μs 级

短路电流远超阈值，响应时间极短（微秒级），比过流保护更快

MOS 管选择

耐压 · 导通电阻 · 持续电流 · 封装散热 四维度选型

选型四原则

VDS

耐压 ≥ 10V
双节满充 8.4V ，
建议选 20V 以上

RDS(on)

尽可能小
减少导通损耗
降低发热

ID

持续电流
满足产品最大
工作电流

PKG

封装选型
根据空间和散热
SOP8 / TO252

选型逻辑速查

持续 3A 以内

PW4406A × 2

音箱 / 灯具 / 小家电
成本最低方案

持续 6A

PW4406A × 4

中等功率设备
性价比均衡

持续 15A

PW80N03 × 4

大功率电动工具
TO252 大面积散热

设计注意事项

工程师实战经验汇总 · 避开常见设计陷阱

01 VM 引脚电阻不能省

VM 引脚是充放电过流检测的关键节点，外接电阻用于设置过流检测电压与保护延时，省略会导致过流保护失效或误触发。

02 滤波电容位置要近

VDD 和 VC 引脚各需 0.1 μ F 滤波电容，尽量贴近芯片引脚，走线要短，远离大电流走线，否则可能被干扰导致误触发保护。

03 MOS 并联注意对称布局

多颗 MOS 并联时 PCB 布局要对称，走线长度线宽一致，否则电流分配不均，某颗 MOS 过热损坏。建议铺铜均匀、过孔对称。

04 充放电共用 P+/P- 注意方向

内部背靠背 MOS 架构，充电和放电分别由不同 MOS 控制。确认 MOS 的 D 、 S 方向不要接反，否则体二极管直通导致保护失效。

05 温度影响 RDS(on) 过流点漂移

温度升高 RDS(on) 增大，实际过流保护点在高温时会降低。设计时考虑最差温度下的最小过流保护电流，避免正常工作时误触发。

06 NTC 走线远离大电流路径

PW7121 的 NTC 检测为高阻抗输入，走线过长或靠近大电流回路易引入干扰，建议就近放置 NTC 并用地线屏蔽。

总结要点

2 串双节锂电池保护方案核心回顾

四重保护集成

过充 + 过放 + 过流 + 短路
PW7121 额外支持 NTC 过温保护

7.4V / 8.4V 系统

2 串双节锂电池标准电压
广泛用于各类便携电子产品

极简外围设计

仅需电容、电阻和 MOS 管
配合充电 IC 实现二合一方案

典型应用场景

蓝牙音箱 小风扇 电动工具 LED 灯具 智能家居 移动电源 定制电池包