在便携式电子设备、智能充电与锂电池供电系统中,常需将单节锂电池的典型电压(约3.7V)升压至稳定的5V输出,并支持2A以上的负载电流。针对这一3.7v升压5v2A的设计需求,无锡平芯微半导体(PWCHIP)提供了多款高效率、高集成度的DC-DC升压转换芯片,其中PW6276、PW5300A与PW5100分别适用于不同性能侧重的应用场景。
一、PW6276:5V/2.4A同步整流升压转换器
- 芯片概述
PW6276是一款电流模式控制的高效同步升压转换芯片,内部集成低阻抗功率MOS管,采用固定500kHz开关频率,专为锂电池升压至5V输出设计。其最大输出电流达2.4A,并具备同步整流功能,无需外接肖特基二极管,可显著提升系统效率与功率密度。 - 核心特点
高效率同步整流:内置39mΩ(低边)与42mΩ(高边)功率MOS,导通损耗低。
输出可调:通过外部分压电阻(R1、R2)调节输出电压,反馈基准电压典型值为1.245V。
全面保护功能:
·短路保护:输出低于输入电压80%时进入恒流保护模式。
·过流保护:峰值限流6.5A。
·软启动与过温保护。
低静态电流:关断电流仅5μA,运行静态电流低于250μA。
封装:SOP8-EP,底部散热片连接PGND,散热性能好。 - 典型应用电路
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VIN(3.7V)→ CIN(22μF×2)→ L(2.2μH)→ PW6276 → COUT(22μF×2)→ VOUT(5V)
反馈网络:R1(31kΩ)、R2(10kΩ),使 VOUT = 1.245V × (R1/R2 + 1) ≈ 5.1V
使能控制:EN引脚可通过电阻上拉至VIN或MCU控制。 - 适用场景
智能手机、平板电脑的辅助电源
移动电源、充电宝
其他需要5V/2A以上输出的便携设备
二、PW5300A:宽输入范围、可调限流的步升PWM转换器 - 芯片概述
PW5300A是一款电流模式PWM升压转换器,支持2.2V–16V宽输入电压,输出最高可达20V。其开关频率为1.2MHz,可采用小尺寸电感与电容,适用于空间受限的便携产品。 - 核心特点
宽输入电压:2.2V–16V,适用于多节电池或适配器输入。
可调输出电流限制:通过OC引脚外接电阻(19kΩ–96kΩ)设置限流值(0.5A–2.5A)。
高集成度:内置80mΩ功率MOS,集成过压保护(OVP,20V阈值)。
轻载高效:支持PWM/PFM自动切换,轻载时保持高效率。
封装:SOT23-6L,体积小巧。 - 典型应用电路
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VIN(3.7V)→ CIN(22μF×2)→ L(4.7–22μH)→ PW5300A → COUT(22μF×2)→ VOUT(5V)
反馈电阻R1、R2设置输出电压:VOUT = 0.6V × (1 + R1/R2)
限流设置:R3(接OC至GND)根据 Iocp ≈ 48000 / R3 计算。 - 适用场景
数码相机、LCD显示背光
手持设备、便携仪器
输入电压变化较大的升压应用
三、PW5100:10μA低功耗、固定输出升压变换器 - 芯片概述
PW5100是一款专为低功耗应用设计的PFM同步升压转换器,静态电流仅10μA,适用于1–3节干电池或镍氢电池供电系统。其输出电压可通过型号后缀选择(3.0V、3.3V、5.0V),无需外部反馈电阻。 - 核心特点
极低静态电流:工作电流10μA,关断电流1μA,延长电池寿命。
固定输出:输出电压在出厂时设定,精度±2.5%。
高工作频率:1.2MHz,支持小尺寸电感(推荐3.3μH)。
同步整流:内置0.1Ω/0.5Ω的开关管与同步管。
封装:SOT23-5L,外围仅需电感与电容。 - 典型应用电路
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VIN(1–3V)→ CIN(10μF)→ L(3.3μH)→ PW5100-50(5V输出)→ COUT(22μF)
EN引脚可接MCU控制,建议加5.1kΩ下拉电阻防悬空。 - 适用场景
蓝牙耳机充电仓、遥控器、防丢器
血压计、LED灯等低功耗设备
对电池续航要求极高的便携产品
四、选型对比与设计建议
项目 PW6276 PW5300A PW5100
输出能力 5V/2.4A 5V1.2A 5V/0.5A(max)
输入范围 2.5V–4.2V 2.2V–16V 0.8V–5.0V
静态电流 250μA(运行) 100μA(PFM) 10μA
开关频率 500kHz 1.2MHz 1.2MHz
整流方式 同步整流 需外接二极管 同步整流
封装 SOP8-EP SOT23-6L SOT23-5L
适用场景 高电流输出 宽输入、可调限流 超低功耗、固定输出
设计要点:
布局优化:功率路径(VIN、SW、PGND)铺铜短而宽,输入/输出电容尽量靠近芯片引脚。
电感选择:根据电流与效率要求选用低DCR、饱和电流足够的电感。
热管理:PW6276的EPAD需良好接地散热,大电流下注意温升。
针对3.7v升压5v2A的设计需求,PW6276在高电流输出与集成度上表现突出;PW5300A适合输入电压变化大、需灵活限流的场合;PW5100则是低功耗、固定输出应用的理想选择。工程师可依据具体系统的电流需求、功耗约束与空间限制,参考上述芯片特性与电路建议进行选型与设计。
