两节干电池升压到 3.3V:PW5100 和 PW5103 怎么选?
遥控器、血压计、无线键鼠、门磁报警器这些用干电池供电的设备,经常要把 1~3V 的电池电压稳定升到 3.3V,给 MCU 和传感器用。今天就来聊聊平芯微的两颗常用升压芯片——PW5100 和 PW5103,它们就是专门针对干电池、镍氢电池这种低压升压场景做的,外围简单、效率高、静态功耗还低。
为什么不用 LDO,非得用升压芯片?
干电池标称 1.5V,新电池能到 1.6V,放到快没电时大概 0.9V。两节串联的话,电压范围就是 1.8V~3.2V,多数 MCU 要稳定 3.3V 供电,这个电压根本不够。LDO 只能降压不能升压,所以必须上 DC-DC 升压。再加上干电池容量有限,升压芯片的启动电压越低、静态功耗越小,电池才能用得越久。
PW5100 / PW5103 大概是什么水平?
这两颗都是平芯微升压产品线里用得比较多的,核心定位就是给 1~3 节碱性电池或镍氢电池做升压。主要参数如下:
启动电压很低:0.7V 就能启动,单节电池放到 0.9V 还能正常工作。输入范围 0.8V~5.0V,覆盖面够宽。输出方面,PW5100 有 3.0V/3.3V/5.0V 可选,PW5103 固定 3.3V。最大输出电流 600mA,不过输入电压越低,实际能输出的电流也会跟着降。
效率最高能到 95%,静态电流 PW5100 是 10μA,PW5103 只有 8μA。开关频率 1.2MHz,所以电感可以用小尺寸贴片。封装都是 SOT23-5,外围只需要 1 个电感加 2 个电容,非常省地方。
PW5100 和 PW5103 最核心的区别
两者最大的差别在 EN 关断功能上。PW5100 的 EN 脚只是控制升压开和关,EN 拉低后升压停止,但内部同步 MOS 的体二极管还会把输入电压漏到输出端,所以输出不会完全降到 0V。如果不需要彻底断电,用这个就够了。
PW5103 是真关断,EN 拉低后输出完全到 0V,漏电流极小。适合 MCU 直接控制升压芯片通断、做间歇工作传感器节点这种对待机功耗要求特别低的场景。
电感选型和 BOM
电感对输出能力和效率影响挺大。PW5100/PW5103 对电感不挑,0603 叠层电感到一体成型功率电感都能用,具体看成本和空间怎么平衡。
整板 BOM 最少只要 4 颗器件:芯片、电感、输入电容、输出电容。这是目前干电池升压方案里外围最精简的一类,省成本也省 PCB 面积。
典型应用
PW5100/PW5103 能用的地方很多,比如蓝牙耳机充电仓、遥控器和遥控玩具、无线鼠标键盘、血压计体温计这类医疗电子、电子秤计步器、LED 手电筒小夜灯、防丢器门磁烟雾报警器、无线门铃、GPS 追踪器、物联网传感器节点,还有数码相机、MP3 播放器等等。
一句话说就是:只要是 1~3 节干电池或镍氢电池供电、需要稳定 3.3V 或 5V 输出的低功耗场景,PW5100/PW5103 基本都是首选方案。
PCB 布局小建议
1. SW 引脚走线尽量短而宽,少打过孔,降低 EMI。
2. 输出电容 COUT 尽量靠近芯片的 VOUT 引脚(Pin2)。
3. 电感 L1 尽量靠近芯片的 SW 引脚(Pin5)。
4. 输入电容 CIN 靠近电池输入端放,推荐 10μF 0805 陶瓷电容。
总结
如果你的产品还在用干电池供电,PW5100 和 PW5103 算是目前市面上外围最简、功耗最低、性价比很突出的升压方案之一。选 PW5100 还是 PW5103,主要看你要不要真关断:不需要就用 PW5100,需要 MCU 控制彻底断电就用 PW5103。