3.7V升压5V1A,2A,3A芯片:平芯微6款DC-DC升压IC参数对比+电路图
3.7V 锂电池升压 5V 芯片怎么选:从 0.5A 到 3A 的六款方案对比
平芯微半导体的 PW5100、PW5300、PW5300A、PW6276、PW5303、PW5012 这六款 DC-DC 升压 IC,基本覆盖了单节锂电池 3.7V 升压到 5V 的常见电流段。输入最低可以到 0.7V,输出既能固定 5V,也能通过外部电阻调到 12V 甚至更高。下面按电流大小和实际应用场景,逐个拆解这几颗芯片的用法、外围和选型注意点。
一、PW5100:0.5A 小电流、超低静态功耗
PW5100 面向的是对续航极度敏感的小电流场景。它的输入范围很宽,0.7V 到 5V 都能工作,意味着单节干电池、镍氢电池、锂电池快放空了也还能继续升压。PFM 控制加内置 0.15Ω 功率 MOS 的同步整流 Boost,5V 输出最大电流约 500mA,静态电流只有 20μA 左右,轻载效率比较高。
实际应用中,玩具、TWS 耳机充电仓、蓝牙防丢器、有源笔、传感器节点、超低功耗 IoT 终端这些产品,电流需求不大,但对待机时间要求高,PW5100 就比较合适。封装是 SOT23-6,外围极简:一颗 4.7μH 到 10μH 的电感、一颗输出电容、一颗输入电容,PCB 面积可以做得很小。
下图是 PW5100 在 3.7V 锂电池升压 5V/0.5A 时的典型应用电路。

BOM 方面,这颗电路需要 PW5100-50 一颗;输出电容 COUT/COUT1 用两颗 0805 封装 10V 22μF 的陶瓷电容;输入电容 CIN 一颗 0805 10V 10μF;R1 一颗 0603 0.5Ω 5% 的检流电阻;C1 一颗 0603 16V 4.7nF;电感 L1 用 0420 一体成型 4.7μH。
二、PW5300:1A 输出的主流方案
PW5300 是平芯微在 3.7V 升压 5V/1A 这个档位里用量最大的一颗。PWM 同步整流架构,输入 2.5V 到 5V,输出固定 5V 或者通过 FB 脚外接电阻可调,最大输出电流 1A,开关频率 1MHz,效率能到 90% 以上。芯片内部集成了软启动、逐周期限流、过温关断、输入欠压锁存这些保护,可靠性比较完整。
蓝牙音箱、便携补光灯、USB 移动电源辅助供电、5V 小家电这类中等电流的锂电池升压场景,PW5300 都能胜任。封装有 SOT23-6,也有 DFN 可选,外围同样很简单:一颗 4.7μH 到 10μH 电感、一颗肖特基二极管、输入输出各一颗陶瓷电容,整体成本和占板面积都控制得不错。
图 2 和图 3 分别是 PW5300 的典型电路和外围布局示意。


三、PW5300A:PW5300 的降本版
PW5300A 可以看作是 PW5300 的降价版本,电路图和外围器件与 PW5300 基本一致,PCB 基本可以复用。主要区别在于内部限流值和一些冗余保护做了精简,所以在对成本更敏感、电流需求同样在 1A 左右的场景下,可以用它替代 PW5300。选型时重点看负载峰值是否超出芯片的限流能力,以及是否需要 PW5300 的全部保护功能。
四、PW6276:2A 到 2.4A 大电流方案
当负载电流超过 1A,需要稳定 2A 甚至 2.4A 输出时,PW6276 是更合理的选择。这颗芯片输入范围 2.7V 到 5.5V,输出可以固定 5V,也可以通过外部电阻调节。锂电池 4.2V 输入时,输出电流能做到 2A 到 2.4A;开关频率 1.2MHz,内置低阻 NMOS 加同步整流 PMOS,最高效率约 94%。
PW6276 带逐周期限流、过温保护、输入欠压锁定,还有真关断功能,关断时 VOUT 和 VIN 完全断开,锂电池没有漏电通路,待机功耗友好。散热性能也比较出色,适合蓝牙音箱、便携投影、共享设备、5V/2A 输出的锂电池后备电源等中大功率应用。
图 4 和图 5 展示了 PW6276 的典型应用电路和关键外围参数。


五、PW5303:3A 输出的旗舰方案
PW5303 是平芯微 3.7V 升压 5V 系列里电流能力最强的一颗。锂电池 3.7V 输入时最大输出电流可达 3A,4.2V 输入时还能更高。同步整流 PWM 控制,开关频率 1.2MHz,典型效率 93% 到 95%,内置超低阻功率 MOS,2A 负载下芯片温升也很低。
便携投影仪主电源、便携 KTV 音箱、大功率便携补光灯、5V 风扇、5V 电动工具辅助电源、共享设备的大电流 USB 输出、便携医疗设备等场景,PW5303 都能覆盖。封装有 DFN 和 QFN 可选,散热设计空间更大。
从电流档次来看,PW5100 对应 0.5A,PW5300 和 PW5300A 对应 1A,PW6276 对应 2A 到 2.4A,PW5303 对应 3A,整条产品线基本覆盖了 0.5A 到 3A 的主流需求。选型时先看负载最大电流和峰值电流,再确认输入电压范围和封装散热是否满足。
图 6 和图 7 是 PW5303 的典型电路和外围参考。


六、PW5012:3.7V/5V 升压 12V 的宽输入宽输出方案
如果目标不是升压到 5V,而是把 3.7V 锂电池或者 5V USB 升到 12V,PW5012 就是对应的选择。这颗芯片集成了 22mΩ 低内阻功率开关管,输入范围 2.7V 到 12V,输出 3V 到 13V 可调。锂电 3.7V 升 12V/1A 时效率约 88%,两串锂电 7.2V 升 12V/1.5A 时效率能到 93%。
保护方面,PW5012 带 18V 输出过压保护、可编程软启动、峰值电流限制 14A、过温关断,并且支持 PWM/PFM 双模式自动切换,重载走 PWM,轻载切 PFM。封装是 SOP8-EP,底部带焊盘,散热面积大,适合便携投影、蓝牙音箱、便携医疗设备、便携仪器仪表、行车记录仪后备电源、雾化器、9V 替代方案等场景。
图 8 是 PW5012 在 3.7V 锂电或 5V 输入升压到 12V/1.5A 的典型应用电路。

七、六款芯片参数对比
图 9 汇总了 PW5100、PW5300、PW5300A、PW6276、PW5303、PW5012 的核心参数,包括输入电压、输出电压、最大电流、开关频率、效率、封装和典型应用,方便横向对比。
