3.7V升压5V2A芯片选型:PW6276集成同步整流+短路保护

2026-10-29 15:43:00
admin
原创
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3.7V → 5V高效升压转换解决方案

PW6276 是平芯微半导体推出的高效率同步整流升压 DC-DC 转换器,输入 2.5V~4.2V,输出 5V/2.4A, 内置低导通电阻功率 MOSFET,无需外接肖特基二极管,典型效率高达 87%, 是 3.7V 锂电池升压 5V 2A 应用的理想选择。

87% 典型效率

2A 输出电流

500kHz 开关频率

39mΩ N-MOS Rds(on)

产品概述

在便携式电子设备、锂电池供电系统中,如何将单节锂电池 3.7V 电压高效升压至 5V 是一个核心设计需求。 PW6276 是平芯微半导体推出的一款高效率 同步整流升压 DC-DC 转换器, 输入电压范围 2.5V ~ 4.2V,输出 5V/2.4A, 集成低导通电阻的功率 MOSFET,无需外接肖特基二极管,典型效率高达 87% 以上, 非常适合移动电源、智能手机、平板电脑等应用场景。

PW6276 采用固定 500kHz 开关频率的电流模式 PWM 控制, 内置软启动、短路保护、过流保护及热关断等完善的保护机制, 使用 SOP8-EP 封装,外围器件精简,PCB 面积小, 是 3.7V 升压 5V 2A 应用的理想选择。

同步整流架构

内置 P-MOS + N-MOS,无需肖特基二极管

2ms 软启动

有效抑制浪涌电流,防止输出过冲

完善保护机制

OCP / SCP / UVLO / 热关断多重防护

SOP8-EP 封装

外围精简,PCB 面积小,散热优良

核心参数

输入输出

输入电压范围2.5 ~ 4.2 V

输出电压5.0(可调) V

最大输出电流2.4 A

效率指标 87% 典型效率 (3V→5V/2A)

开关特性

开关频率500 kHz

最大占空比90 %

导通电阻

N-MOS Rds(on)39 mΩ

P-MOS Rds(on)42 mΩ

电流限制

峰值电流限制6.5 A

短路电流~200 mA

静态功耗

静态电流 (无负载)250 μA

关断电流5 μA

保护阈值

UVLO 上升/下降2.7 / 2.5 V

热关断温度150 °C

封装信息 8SOP-EP 软启动时间: 2ms

典型应用电路

PW6276 典型应用电路仅需极少外围器件即可实现 3.7V 锂电池升压至 5V/2.4A 输出。 输出电压通过 R1/R2 电阻分压设置,计算公式为:

VOUT = ( R1 / R2 + 1 ) × 1.245V

其中 1.245V 为内部参考电压,通过调整 R1/R2 比值可设定不同输出电压。

引脚定义 — SOP8-EP

1, 2 SW (LX)

开关输出引脚,连接升压电感。SW 引脚为内部功率 MOSFET 的开关节点,走线应尽量短以降低 EMI 辐射。

3 VIN

电源输入引脚。输入电压范围 2.5V ~ 4.2V,需就近放置去耦电容至 GND。

4 EN

使能引脚。高电平使能芯片工作,低电平关断芯片。可通过上拉电阻连接至 VIN 实现自动启动。

5 GND

接地引脚。芯片内部信号地,连接至 PCB 地平面。

6 FB

反馈输入引脚。连接分压电阻中点,通过 R1/R2 分压设置输出电压。内部参考电压 1.245V。

7, 8 VOUT

IC 供电及输出引脚。输出电压由 FB 分压设定,同时为芯片内部电路供电。

9 PGND 底部焊盘

功率地引脚(底部外露焊盘)。必须可靠焊接至 PCB 大面积铜箔 GND 平面,既作为电气连接也作为散热通路。

核心特性与保护机制

同步整流架构

无需外部肖特基二极管

内置高端 P-MOS(42 mΩ)和低端 N-MOS(39 mΩ),实现同步整流。 相比传统异步升压方案省去外部肖特基二极管,降低成本的同时显著提升转换效率。

39 mΩN-MOS Rds(on)

42 mΩP-MOS Rds(on)

2ms 内部软启动

有效抑制浪涌电流

上电时芯片采用恒流启动模式,缓慢给输出电容充电,有效抑制浪涌电流,保护上游电源和负载。 当 VOUT 升至超过 VIN 后进入限占空比软启动阶段,防止输出电压过冲。

2 ms软启动时间

恒流启动模式

恒流短路保护

SCP 恒流限制模式

当输出电压跌至 VIN 的 80% 以下时,芯片进入恒流短路保护模式, 直接限制高端 MOS 输出电流(平均电流和峰值电流同时限制), 短路电流仅约 200 mA(VIN = 3.6V),有效保护芯片和下游负载。

80% VIN触发阈值

~200 mA短路电流

过流保护 (OCP)

逐周期峰值电流限制

峰值电流限制为 6.5A,当电感电流达到此阈值时立即关断开关管, 防止过载损坏器件。采用逐周期电流检测方式,响应速度快,保护可靠。

6.5 A峰值电流限制

逐周期检测方式

欠压锁定 (UVLO) 与热关断

双重保护,确保可靠运行

输入电压低于 2.5V 时芯片自动关断,回升至 2.7V 恢复工作,防止电池深度放电。 芯片结温超过 150°C 时触发热关断,防止热损坏,温度回落后自动恢复。

2.7 / 2.5 VUVLO 上升/下降阈值

150 °C热关断温度

自动恢复温度回落

典型应用场景

移动电源 / 充电宝

单节锂电池 3.7V 升压至 5V USB 输出,可提供 2.4A 大电流输出,满足手机快速充电需求。 高效率降低发热,延长电池续航时间。

5V/2.4A 高效率 低发热

蓝牙音箱 / TWS 充电仓

锂电池供电,需要稳定 5V 为内部功放或充电模块供电。 小封装、少外围器件的特点非常适合空间受限的便携音频产品。

SOP8-EP 少外围 小体积

智能穿戴设备

智能手表、手环等设备需要将锂电池电压升压为传感器、显示模块等供电。 低静态电流(关断仅 5μA)可有效延长待机时间。

低功耗 5μA 关断 长待机

IoT 物联网设备

单节锂电池供电的 WiFi / BLE 模块需要稳定 5V 供电。 500kHz 高频开关可使用小尺寸 2.2μH 电感,有效缩减 PCB 面积。

500kHz 小电感 省空间

USB 供电设备

各类需要 5V USB 标准供电的设备,从锂电池升压输出。 完整的保护机制(过流、短路、欠压、过热)确保系统安全可靠运行, 适用于 USB 风扇、USB 灯具、USB 集线器等多种外设应用。

5V 标准 多重保护 安全可靠 SOP8-EP

PCB 设计建议

01 大电流走线

VIN、SW、VOUT、PGND 等大电流路径的铜箔走线尽量短粗, 减少寄生电阻和电感。SW 引脚走线应尽量短以降低 EMI 辐射。

02 输入电容布局

输入电容 CIN 必须紧靠 VIN 引脚放置,采用短粗走线连接至 VIN 和 GND, 减小输入纹波。推荐使用两颗 22μF 贴片陶瓷电容并联。

03 输出电容布局

输出电容紧靠 VOUT 引脚放置, R2 接地端应尽量靠近输出节点采样, 避免走线电阻影响输出电压精度。

04 底部焊盘 (PGND)

SOP8-EP 封装的底部焊盘(Pin 9 PGND)是内部功率地, 必须可靠焊接至 PCB 大面积铜箔 GND 平面, 既作为电气连接也作为散热通路。 建议焊盘下方打多个散热过孔连接背面地铜皮。

05 反馈走线

FB 反馈网络(R1、R2)应远离 SW 开关节点走线, 避免噪声耦合。FB 走线保持短而细,直连 IC 的 FB 引脚。










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