两节三节快充升降压充电芯片PW4000 应用指南

4.2V 至 20V 宽压输入，支持两节 8.4V 与三节 12.6V 锂电池充电

普通降压充电芯片要求输入电压高于电池电压，而单一升压充电芯片主要用于输入低于电池电压的场景。当输入电压与电池组电压的高低关系发生变化时，升降压充电架构可在两种工作状态之间切换。

PW4000 是一款多节锂电池单电感升降压开关充电芯片，支持 4.2V 至 20V 输入以及 1 至 4 串锂电池。输入电压低于电池电压时工作在升压模式，输入电压高于电池电压时工作在降压模式，适合构建两节 8.4V 和三节 12.6V 快充方案。

一、PW4000 是什么芯片

PW4000 是集成 H 桥功率 MOSFET 的升降压开关充电器，采用单电感电流模式控制，可在升压和降压工作状态之间平滑切换。芯片内置环路补偿，轻载时进入 PFM 模式，通过降低开关频率减少开关损耗。

PW4000 支持外部电阻设置充电电压与充电电流，充电电流最高 3A ，典型开关频率 450kHz ，采用 QFN 3mm × 4mm 、 15 引脚封装。规格书列出的应用包括手机、 PDA 、 MP3/MP4 播放器、数码相机和蓝牙设备；配套参考设计还展示了两节、三节锂电池的 PD/QC 输入充电方案。

二、 PW4000 核心参数

三、升降压充电为什么适合快充输入

配套参考原理图将输入标注为5V~12V 、 Quick charge: PD+QC ，并在 Type-C 接口与 PW4000 之间使用 PW6606 前端。两节电池参考范围为 6V~8.4V ：当 5V 输入低于电池电压时，需要升压充电；当输入高于当前电池电压时，则进入降压充电。

PW4000 使用 H 桥升降压架构：当 VIN 低于电池电压时进入 Boost 工作；当 VIN 高于电池电压时进入 Buck 工作，可在输入与电池电压关系变化时切换工作状态。

需要说明的是，PW4000 负责升降压充电管理，本身不是 PD/QC 协议握手芯片。参考原理图采用 PW6606 前端并标注 PD+QC ，向 PW4000 提供 5V~12V 输入；具体协议能力和适配器兼容性应以所用前端芯片资料为准。

四、两节锂电池8.4V/2.2A 快充参考方案

两节方案面向2S 锂电池组，参考原理图标注电池范围为 6V~8.4V 。参考设计输入为 5V~12V PD/QC 电源，前端采用 PW6606 ， PW4000 负责升降压充电。

两节应用中，FB 接地即可使用内部 8.4V 浮充设置。参考设计采用 3.3 μ H 电感、 9m Ω 电流采样电阻和 2k Ω /1.5k Ω 充电电流设置电阻，

两节方案关键配置

两节方案BOM

五、三节锂电池12.6V/1.5A 快充参考方案

三节方案面向3S 锂电池组，参考原理图标注电池范围为 9V~12.6V 。参考设计同样采用 5V~12V PD/QC 输入；当输入低于电池电压时由 PW4000 执行升压充电，当输入高于当前电池电压时执行降压充电。

三节应用通过FB 外部分压设定充电电压。参考图给出 R1=1.3M Ω 、 R2=137k Ω ，结合规格书公式 VBAT=(R1/R2+1) × 1.2V ，计算值约 12.59V ，对应 12.6V 设置。参考设计采用 6.8 μ H 电感、 13m Ω 电流采样电阻，图纸标注 IBAT-MAX 为 1.5A 。该数值属于参考设置，不代表全部输入和热条件下的持续保证值。

三节方案关键配置

三节方案BOM

六、充电电压与电流如何设置

充电电压设置

PW4000 支持 3V~17V 可编程浮充电压。外部分压公式为：

VBAT = (R1 / R2 + 1) × 1.2V

两节8.4V 应用可将 FB 接地，直接使用内部两节电池充电电压。三节 12.6V 应用则使用外部分压，参考设计为 R1=1.3M Ω 、 R2=137k Ω 。

充电电流设置

规格书给出的设置关系为：

ICC(A) = 10 × RISET1(k Ω ) / RCS(m Ω )

同时建议RISET1 与 RISET2 的比例约为 4:3 。规格书给出的示例包括： RISET1=2k Ω 、 RISET2=1.5k Ω 、 RCS=20m Ω 时约 1A ； RCS=10m Ω 时约 2A 。

该公式用于确定目标电流设置。规格书只说明充电电流最高3A ，并未给出所有输入电压、电池串数和热条件下持续 3A 的保证条件；参考原理图还标注 VBAT × IBAT ＜ 20W 。实际可用电流应以目标工作条件下的样板验证为准。

七、三阶段充电与状态指示

PW4000 支持涓流、恒流和恒压三阶段充电。电池电压较低时先进行涓流充电，规格书给出的涓流电流典型为设定充电电流的 20% ；达到正常充电区间后进入恒流充电；电池电压接近设定浮充值后转入恒压阶段。

充电终止电流典型为设定充电电流的10% 。充电结束后，如果电池电压下降到再充阈值，芯片可重新启动充电。

STAT 为开漏状态输出：充电过程中内部拉低；充电完成或休眠时为高阻态，需经外部上拉后呈高电平；故障时输出 1Hz 、 50% 占空比脉冲。参考设计同时给出单灯和双灯指示方式。

八、保护功能与可靠性设计

PW4000 集成周期逐周期电流保护、电池短路保护、 VIN 欠压锁定、 NTC 电池温度保护和热关断。输入电源能力不足时，芯片可动态降低充电电流，减少适配器电压被拉低的风险。

芯片热关断温度为150 ℃ ，温度下降至 130 ℃ 后恢复。 NTC 功能可在电池温度过高或过低时暂停充电；规格书给出的低温和高温检测门限典型值分别为 72.2%VCC 和 29.2%VCC 。规格书还给出涓流充电 55 分钟超时保护。

需要注意，规格书未明确输入反接保护、输入过压保护和电池短路阈值。PW4000 推荐输入范围为 4.2V~20V ， 24V 属于相关高压引脚的绝对最大额定值，不能作为正常工作输入。若系统需要额外输入保护，应另行按系统要求设计并验证。

九、 两节与三节方案如何选