干电池升压芯片在3.3V输出时效率低于70%的负载区间

两节干电池升压3.3V芯片方案分享:PW5100与PW5103选型指南

 

在遥控器、血压计、无线鼠标键盘、门磁报警器等干电池供电的设备中,如何将1~3V 的电池电压稳定升压到 3.3V MCU 和传感器供电,是一个基础但关键的设计问题。今天分享平芯微的两颗明星干电池升压芯片 ——PW5100 PW5103 ,它们专为干电池 / 镍氢电池低压升压场景优化,外围极简、效率极高、静态功耗极低。

为什么需要专用干电池升压芯片?

干电池标称电压1.5V ,新电池约 1.6V ,放电终止电压 0.9V 左右。两节串联时,电压范围为 1.8V~3.2V 。这个电压范围远低于多数 MCU 要求的 3.3V 工作电压,且在整个放电过程中持续下降。 LDO是降压型, 无法用于升压场景,必须使用专用的DC-DC 升压变换器,且要求启动电压极低、静态功耗极小,才能最大化电池使用寿命。

PW5100/PW5103产品概述

PW5100 PW5103 是平芯微明星产品, 高效率、低功耗升压DC-DC 变换器,专为 1~3 节碱性电池或镍氢电池供电应用设计。核心特性如下:

超低启动电压:0. 7V 即可启动(单节电池亏电到 0.9V 仍可正常工作)

宽输入电压范围:0. 8V ~ 5.0V

输出电压可选:PW5100 可选 3.0V/3.3V/5.0V PW5103 固定 3.3V

最大输出电流:600mA (电感选型影响实际输出能力,输入电压越低,电流也降低

最高效率:95%

超低静态电流:10μA PW5100 / 8μA PW5103

工作频率:1.2MHz (支持小尺寸贴片 电感)

封装:SOT23-5 (极小体积)

外围器件:仅需1 个电感 + 2 个电容

PW5100与PW5103的核心区别

EN 关断功能 是两者最大的差异:

PW5100 ——EN 脚控制的是升压功能的开关,拉低 EN 时升压停止,但由于内部同步 MOS 管的体二极管通路,输出端仍会有接近 VIN 的电压存在,并非完全关断到 0V 。适合不需要 EN 完全切断输出的应用。

PW5103 —— 真关断 功能,EN 拉低时输出完全关断到 0V ,漏电流极小。适合需要通过 MCU 控制升压芯片通断、实现超低待机功耗的应用场景(如间歇工作的传感器节点)。


典型应用场景

PW5100/PW5103 系列广泛应用于:蓝牙耳机充电仓、遥控器和遥控玩具、无线鼠标 / 键盘、血压计 / 体温计等医疗电子、电子秤和计步器、 LED 手电筒 / 小夜灯、防丢器 / 门磁报警 / 烟雾报警器、无线门铃、 GPS 追踪器和物联网传感器节点、数码相机和 MP3 播放器。

一句话总结:只要是1~3 节碱性电池或镍氢电池供电、需要稳定 3.3V 5V 输出的低功耗场景, PW5100/PW5103 系列都是首选方案。

PCB设计建议

1. SW 引脚尽量采用短而宽的布线,避免过孔,减少 EMI

2. 输出电容 COUT 尽量靠近芯片 VOUT 引脚( Pin2 )。

3. 电感 L1 尽量靠近芯片 SW 引脚( Pin5 )。

4. 输入电容 CIN 靠近电池输入端放置,推荐 10μF 0805 陶瓷电容。