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保护芯片・电量计・安规讯息 常见问题

深圳市威伯电子科技是 SIS(原HYCON宏康科技) 授权代理商,本页汇整 HY2512、HY2510、HY2113 等锂电池保护芯片(锂保芯片)常见技术问题与解答,涵盖保护芯片・电量计・安规讯息等主题。如需直接查看具体问题,请点击问题标题跳转专页。

保护芯片

Q:HY2510 0V禁充推荐测试方法
A:

以下是针对需要0V禁充的功能所推荐的测试方式:

测试结果:


如需 HY2510 规格书、样品或选型建议,欢迎联系**深圳市威伯电子科技(Well-buy Technology)**获取一对一技术支持。

Q:0V禁充与0V可充之功能差异简介
A:

0V 可充(0V battery charge function available)之定義

-> 0V 電池可以充電是指:充電器的充電電壓高於規格書上的電壓值(V0CH),才可以對電芯進行充電動作。


0V 禁充(0V battery charge function unavailable)之定義

-> 0V 電池禁止充電是指: 當電芯電壓低於規格書上的電壓值(V0IN)時,將無法對電芯進行充電動作。



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Q:HY2512 之OD Pin驅動能力与TSIP关系
A:

在实际应用电路中, MOS的QG参数会影响实际开关的时间, 因此以下是相关的原理说明,



t0~t1:短路瞬間,B+被下拉導致VGS(OD)一同被下拉至V1,但由於VDD 外部RC 影響,波

型會較平緩。 

t0~t2:保護IC 本身Delay 時間,短路後IC 等待至t2 開始將OD pull low。 

t2~t3:OD Pin pull low,開始進行第一段放電至V2,參考Fig. 5 藍線所示。 

t3~t4:當VGS放電至V2時,電壓已不足以將MOS導通,故Drain(PB-)端電壓開始拉高至PB+,

導致電荷流入CGD 中,產生一段平緩區(甚至可能會拉高),參考Fig. 5 紅線所示。 

t4~t5:當MOS 完全關斷後,VGS 繼續放電至VSS。

以下为实际测试结果:


从上述可以看到多个MOS并联后的TSIP会些微影响TSIP的时间, 因此, 在评估MOS时可以透过以下公式估算TSIP的时间:


TSIP = TSIP0 + 4.98 ∗ Qg


此公式是透过多个测试组合所归纳出来的一个评估方法, 用于快速评估Qg对TSIP的影响。


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Q:HY2512应用电路示例
A:

以下是HY2512应用电路示例:

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Q:HY2510/HY2512双保护方案连接方式
A:

以下是HY2510的双保护方案连接方式:

以下是HY2512的双保护方案连接方式:


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Q:HY2510品质承认书
A:

以下是HY2510的品质承认书, 提供给有需要的朋友下载, 深圳市威伯电子科技为 SIS(HYCON)授权代理商。

Q:HY2512品质承认书
A:

以下是HY2512的品质承认书, 提供给有需要的朋友下载, 深圳市威伯电子科技为 SIS(HYCON)授权代理商。

Q:HY2141品质承认书
A:

以下是HY2141品质承认书, 提供给有需要的朋友下载, 深圳市威伯电子科技为 SIS(HYCON)授权代理商。

Q:HY2142品质承认书
A:

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Q:HY2118品质承认书
A:

以下是HY2118的品质承认书, 提供给有需要的朋友下载, 深圳市威伯电子科技为 SIS(HYCON)授权代理商。

Q:HY2113应用电路示例
A:

HY2113应用电路示例如下:


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Q:HY2115应用电路示例
A:

以下是HY2115应用电路示例:


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Q:HY2116应用电路示例
A:

以下是HY2116应用电路示例:

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Q:HY2118应用电路示例
A:

以下是HY2118应用电路示例:

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Q:HY2120应用电路示例
A:

以下是HY2120应用电路示例:

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Q:HY2122应用电路示例
A:

以下是HY2122应用电路示例:

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Q:HY2510应用电路示例
A:

以下是HY2510应用电路示例:

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电量计

Q:SMBus 与 I2C 的兼容性说明
A:

SMBus 与 I2C 的兼容性说明


一、背景


SMBus(System Management Bus,系统管理总线)由 Intel 于 1995 年基于 I²C 协议定义,广泛用于电池管理、电源监控等系统。HYCON 多款 BMS 芯片采用 SMBus 接口与主控通信,了解 SMBus 与 I²C 的差异有助于避免通信异常。


二、SMBus 与 I²C 的主要差异


三、I²C 主控连接 SMBus 从机(BMS 芯片)的注意事项


1. 时钟频率:确保主控 I²C 时钟在 10 kHz ~ 100 kHz 范围内。低于 10 kHz 会触发 BMS 芯片的总线超时保护,导致通信中断。

2. 电压阈值:SMBus 对高低电平的判定比 I²C 更严格。若系统电压为 3.3 V,高电平信号须 ≥ 2.97 V,低电平须 ≤ 0.495 V。使用电平转换器时须验证转换后的电平是否满足要求。

3. 总线超时:SMBus 规定 SCL 持续低电平不得超过 25 ~ 35 ms。若主控执行长时间 Clock Stretching(时钟延展),可能触发从机复位。建议在初始化时确认主控的 Clock Stretching 时长。

4. PEC 数据包错误校验:部分 HYCON BMS 芯片支持 PEC(CRC-8)。若主控不支持 PEC,须确认芯片的 PEC 使能引脚或寄存器配置为禁用状态,否则校验失败会导致数据被丢弃。


四、SMBALERT# 警报功能


SMBus 定义了 SMBALERT# 引脚(低电平有效),当 BMS 芯片检测到过压、过温、过流等异常时,会主动拉低该引脚通知主控。主控收到中断后,以广播地址 0x0C 发送 Alert Response Address 命令,芯片回应自身地址,完成中断识别。


若主控使用的是标准 I²C(无 SMBALERT# 支持),可改为轮询方式定期读取状态寄存器代替中断机制。


五、常见问题排查


- 通信偶发 NAK:检查 SCL 时钟频率是否低于 10 kHz,或 SCL 低电平是否超过 35 ms。

- 读取数据异常:确认 PEC 配置是否一致(主从两端须同时启用或禁用)。

- 芯片无响应:检查 SDA/SCL 上拉电阻是否合适(SMBus 推荐 10 kΩ,具体取值与总线电容相关)。

- 电平不匹配:使用逻辑分析仪验证实际 SDA/SCL 高低电平是否满足 SMBus 阈值要求。



Q:电池电量计算法比较:瑞萨LUT vs. TI CEDV vs. TI Impedance Track
A:

一、瑞萨LUT算法原理与老化补偿

瑞萨LUT算法的基本原理是:在不同放电倍率(C-rate)和温度条件下,通过CC(恒定电流)放电实验,记录电池从满电到终止电压(EOD)的电压曲线,并提取校正点(Correction Point, CPL)对应的电压值形成查找表。在实际运行中,当电池电压达到该校正点时,系统强制将剩余容量(RC)修正为预设值,从而消除库仑积分的累积误差。

老化补偿机制

与早期观点认为LUT无法补偿老化不同,瑞萨提供了明确的老化补偿路径:用户可通过Dataflash参数手动填入电芯老化后的阻抗值。电量计基于该阻抗参数,对电压-电量映射关系进行偏移修正,从而在一定程度上恢复放电末期的校正精度。这一机制使得LUT算法具备了可配置的老化适应能力。

误差控制策略

瑞萨LUT在放电末期设置了两个关键节点:

通过这两个节点的配合,瑞萨LUT在放电末期的典型精度可控制在 7%~10% 误差范围,与TI CEDV在老化状态下的表现(15%-25%为严重老化极端值,典型应用中约8%-12%)基本处于同一水平。


二、TI CEDV算法原理与局限

TI CEDV本质上是“库仑计+末期电压补偿”的混合算法。它通过库仑积分累计电量,并在电池电压下降到EDV2(约7%)、EDV1(约3%)、EDV0(0%)三个阈值时强制修正SOC。

老化补偿能力

CEDV没有内置的自适应老化补偿机制。电池内阻随老化升高后,模型参数(如R0、R1)不再匹配,导致末期电压补偿点提前触发,从而产生 15%-25% 的FCC和SOC误差(尤其是严重老化电池)。若要改善,需重新通过GPCCEDV工具标定参数,无法在线动态调整。

误差控制策略

CEDV同样依赖末期固定电压阈值,但缺乏类似LUT的“快速平滑点”机制。在低温或大电流放电时,EDV点可能被严重提前触发,导致SOC从50%直接跳变至0%。此外,FCC的学习必须依赖一次完整的放电过程,不适合不允许掉电的应用。


三、TI Impedance Track(IT)算法原理

Impedance Track是TI的高端电量计算法,其核心是动态学习电池的OCV-DOD特性和内阻表(Ra table)。与LUT和CEDV依赖固定查表或阈值不同,IT算法在每次静置时通过OCV校准DOD,在充放电过程中通过电量变化更新Qmax(总化学容量),同时在负载下实时计算不同DOD点的内阻。

老化补偿能力

IT算法能够全自动补偿老化:随着电池循环次数增加,Qmax逐渐衰减,Ra表中各DOD点的内阻值升高,所有这些变化都会被算法自动更新并用于剩余电量仿真。无需人工填入老化参数。

误差控制策略

IT算法没有固定的百分比校正点,而是通过持续仿真(每秒一次)预测剩余电量。其典型误差在1%以内,且在整个生命周期内保持稳定。同时支持mAh和Wh两种容量输出,对变负载、变温、老化均有良好的鲁棒性。


四、算法对比总结



安规讯息

Q:什么是 UL 2056: 2025?移动电源需要通过哪些主要安全测试?
A:

UL 2056: 2025 是美国保险商实验室(UL)针对移动电源(充电宝)制定的安全测试标准,产品进入北美市场通常需要通过该认证。


主要测试项目包括:


BMS(电池管理芯片)在过充、过放、短路及过流保护方面的性能直接影响上述测试的通过率。


HYCON HY2512HY2510 系列二保芯片具备高精度 VCU 检测,适合需要通过 UL 2056 认证的移动电源设计。


Q:设计通过 UL 2056 认证的移动电源,BMS 需要具备哪些保护功能?
A:

根据 UL 2056: 2025 各测试项目的要求,移动电源 BMS 需具备以下保护功能:


必备保护功能:

加分项(可提升认证通过率):

- 保护电路中使用经 UL1434 或 UL60730-1 认证的 PTC,可在部分测试中获得豁免

- 支持边充边放(Pass-through)模式的保护逻辑(Test 12.5、18.4 涉及)

- 多节串联应用需具备每节独立电压监控能力


威伯电子代理的 HYCON 紘康科技 HY2512 系列、HY2510 系列芯片均具备上述核心保护功能,并提供完整应用电路参考设计。如需选型支持,欢迎联系我们的技术团队。

Q:UL 2056 对移动电源电芯温度上限有哪些规定?
A:

UL 2056: 2025 在多个测试项目中对电芯温度做出明确限制:


可接触外壳表面温度限值(Test 16):

BMS 设计建议: 选用具备温度保护功能的 BMS 芯片,或配合外部 NTC 热敏电阻实现过温保护,可有效降低温度测试超标风险。

Q:锂电池空运危险品规定(IATA 2017)
A:

一、锂电池的分类与 UN 编号

锂电池依化学类型及包装形态分为四个 UN 编号:

锂离子电池(UN 3480/3481)为可充电电池,常见于手机、笔记本、电动工具及配备 BMS 的储能系统。锂金属电池(UN 3090/3091)为一次性不可充电电池。


二、包装规定(Packing Instruction)分区说明

以 PI 965(UN 3480,锂离子电池单独托运)为例,分为三个区段:

重要:自 2016 年 4 月起,IATA/ICAO 禁止将锂离子电池作为货物(Cargo)运输于客机货舱。UN 3480 仅可走全货机(Cargo Aircraft Only)。


三、荷电状态(State of Charge,SOC)要求

- PI 965 Section IB 及 Section II:锂离子电池单独托运时,荷电状态须 不超过 30% 额定容量

- 随设备或内含于设备(PI 966 / PI 967):无强制 SOC 限制,但须确保设备在运输中不会意外启动


四、UN 38.3 测试要求

所有锂电池须通过联合国《关于危险货物运输的建议书》第 38.3 条款的测试,包括:


- T.1 高度模拟(低气压)

- T.2 热测试(高低温循环)

- T.3 振动测试

- T.4 冲击测试

- T.5 外部短路

- T.6 撞击测试(针刺)

- T.7 过充电测试

- T.8 强制放电测试

托运前须能提供 UN 38.3 测试摘要报告,部分航空公司或海关会要求查验。


五、标签与标记要求

自 2016 年起强制要求张贴锂电池操作标签(Lithium Battery Handling Label),标签须注明:


- UN 编号

- 电话联络号码(货运紧急联络)

- 单芯瓦时(Wh)或锂含量(g)


此外,外包装须标注:

- 正确的运输名称

- UN 编号

- 托运人与收货人信息


六、危险品申报文件

七、常见注意事项


1. BMS 保护板:含有锂电池的成品若配备 BMS(电池管理系统),须确认整体电池组的瓦时数落在正确的 PI 区段,再决定申报类别。

2. 样品寄送:少量锂电池样品可依 Section II 豁免条件走快递(DHL / FedEx 均接受),但须在包装外注明相关信息。

3. 锂聚合物电池(LiPo):归类于锂离子电池(UN 3480 / UN 3481),适用相同规定。

4. 航空公司附加规定:各航空公司可能在 IATA 基础上有额外限制,托运前建议向航空公司确认。


参考文件:IATA Lithium Battery Guidance Document 2017 Edition

Q:UL 2056 过充测试对 BMS 保护参数有哪些具体要求?
A:

UL 2056 第 14 节「电池滥用过充测试」对 BMS 的过充保护提出了严苛要求:


测试条件:

- 以 10C 大电流恒流充电,电源电压为单节电芯上限充电电压的 1.1 倍

- 若保护装置(如 PTC)在测试中触发,须复位并继续,至少循环 10 次

- 同时评估电池保护电路中单个元器件故障时的过充情形


判定标准:

- 电芯外壳温度不得超过 90°C(±1°C)

- 样品不得发生爆炸或起火


BMS 选型建议:

- 过充保护电压(VCU)需精确稳定,推荐选用精度 ±25 mV 以内的芯片

- 需具备单节电芯独立监控能力(多串应用)

- 保护电路中的关键器件应选用经 UL 认证的可靠保护装置,可免于故障测试豁免


HYCON HY2512HY2510 系列二保芯片具备高精度 VCU 检测,适合需要通过 UL 2056 认证的移动电源设计。

Q:UL 2056 短路测试要求是什么?BMS 短路保护参数如何选型?
A:

UL 2056 第 12 节「输出口短路测试」是最严格的安全测试之一:


测试条件:

- 以 80 ±20 mΩ 电阻负载模拟短路(标准工况)

- 另有 20 mΩ 低阻测试(严苛工况),样品需覆盖在软木板上的粗棉布中进行

- 同时评估充电状态下的边充边放短路场景

- 测试环境温度:20°C 和 55°C 两种条件


判定标准:

- 样品不得排气、爆炸或起火

- 不得因电芯外壳破裂导致电解液泄漏

- 电芯外壳温度 ≤ 75°C(±1°C)

- 粗棉布不得出现炭化或燃烧


BMS 设计要点:

- 短路保护(VSIP)响应时间需足够快,防止大电流长时间流过电芯

- BMS 中的过流/短路保护应能在单器件故障条件下仍然有效(或通过 UL1434 认证的 PTC 替代)


HYCON HY2512HY2510 系列二保芯片具备高精度 VCU 检测,适合需要通过 UL 2056 认证的移动电源设计。