干电池升压输出3V,3.3V,5V芯片采用0805电感时3.3V输出可达150mA

干电池升压方案实测：PW5100 输出能力与选型要点

做干电池供电的产品，很多人只盯着容量看“能用多久”，却很少去深究电池本身的放电曲线和带载能力。这篇文章把干电池规格书和平芯微 PW5100 系列升压芯片的实测数据放到一起，把电压范围、输出电流、电感选型、关断方式、以及和电荷泵方案的对比这几个实际问题，尽量一次性说明白。

一、干电池的工作电压范围

一节全新的干电池，空载电压通常在 1.6V~1.65V 左右，标称电压是 1.5V。随着电量消耗，电压会一路往下走，大部分应用里默认放到 0.9V~1V 就算“没电”了。所以真正能被升压芯片利用的电压区间，大概就在 0.9V~1.65V 之间。设计电路时一定要按最低输入电压去算功率，不然电池用到后半段就会出现带不动负载的情况。

二、干电池到底能输出多大电流

直接拿标称容量除以电流来算续航，其实是一个常见误区。干电池能持续输出的电流很有限，电流越大，续航掉得越快。下面是一节 5 号干电池在不同负载电流下，放到 0.9V 截止时的实测参考数据。

从这张表能看出来，34mA 这种小电流可以撑 80 小时左右；到 150mA 就只剩 17 小时；380mA 就只有 5~6 小时。所以干电池不是容量不够，而是大电流下放电极快。

三、升压之后，电池电流会怎么变化

这里有个容易忽略的点：升压会把输出电流“折算”回更大的输入电流。以 5V/1A 输出为例，假设转换效率 80%，那么输入端需要提供的电流大概是：

一节干电池显然扛不住 3A 以上的电流，所以 5V/1A 对单节干电池来说根本不现实。市面上 5V3A、9V2A 这种快充规格，是给锂电池移动电源用的，别往干电池方案上套。

四、PW5100：专门针对干电池的升压芯片

平芯微在小型电源管理这块做了挺久，PW5100 是一颗固定输出的异步升压芯片，可选 3.3V、5V、3V 三个档位。外围简单、静态功耗低，特别适合 1~3 节干电池供电的小体积产品，比如小型玩具、遥控器、纽扣电池设备、便携式小电器这些场景。网站注册的大客户已经有几千家，不少都在小型电池供电产品里用这颗芯片。

五、电感选型与输出电流实测

PW5100 的外围非常简单，基本上就电感需要认真选。电感的封装大小和直流内阻，直接影响输出电流和转换效率。我们分别用 0603、0805、1206 几种常见封装电感搭了测试板，实测结果差异挺明显。

从测试结果看，0603 封装因为体积最小、线径细、内阻大，输出能力和效率都最差；0805 和 1206 会好一些。如果对效率要求高，建议选 NR6028-4.7uH 或者 0530-4.7uH 这类屏蔽电感或一体成型电感，内阻小、温升低。

六、PW5100-5V 实测数据

用 0530-4.7uH 一体成型电感做测试，PW5100-5V 在不同输入电压下的输出电流表现如下。输入电压越高，能带动的负载电流也越大。日常给 3.3V/5V 系统或者 32 位单片机供电完全够用。

七、需要真关断？看 PW5103

PW5100 是异步整流架构，EN 脚只能关断芯片内部开关，VIN 到 VOUT 之间通过电感和二极管还是有通路的。如果应用要求彻底断开输入输出，就要选 PW5103 这个真关断版本。它的外围和 PW5100 几乎一样，同样有 3.3V 和 5V 固定输出可选。

八、电荷泵方案 vs 电感升压方案

电荷泵（Charge Pump）看起来很美：不要电感，几个电容就能升压。但实际用起来有几个硬伤。

· 第一，输出电流小。电容式电荷泵的带载能力天然不如电感式，想做几百毫安输出基本不现实。

· 第二，效率受限。电荷泵输出电压一般是输入电压的整数倍，不能精细调节，电压偏离目标值时损耗会变大。

· 第三，并不省空间。虽然省了一个电感，但大容量飞电容体积也不小，再加上输出电流受限，整体性价比并不高。

在 2V 输入时，普通电荷泵只能输出 45~50mA，而 PW5100 用 0805 电感就能做到 200mA，换 0530 屏蔽电感可达 400mA。如果负载电流稍微大一点，电感升压方案明显更稳。

九、小结

干电池升压不是简单地把电压“拔高”，而是要综合考虑电池放电曲线、输出电流、转换效率和实际负载。PW5100 系列专门针对这类场景做了优化，电感选型是影响性能的关键；需要真关断选 PW5103；对大电流有要求的话，电感升压比电荷泵更靠谱。