1.5V转5V芯片PW5100-50、PW5150便携设备供电方案

1.5V 转 5V 芯片: PW5100-50 与 PW5150 升压方案介绍

单节干电池、单节镍氢电池的电压通常较低,无法直接为5V 系统供电。此时需要使用 1.5V 转 5V 芯片,将低电压升高到稳定的 5V ,为传感器、无线模块、小型仪表、玩具及便携设备供电。

平芯微PW5100-50 和 PW5150 均可用于低电压升 5V ,但两款芯片在启动电压、静态电流、输出能力、关断方式和保护功能方面有所区别。选型时不能只看 “ 最大电流 ” ,还要结合实际输入电压判断。


1.5V 转 5V 需要注意什么?

升压转换过程中,输入功率与输出功率基本守恒,同时还存在转换损耗。因此,输入电压越低,实现相同5V 输出电流所需的输入电流越大。

例如,1.5V 升压到 5V 时,电池内阻、导线压降、电感直流电阻、 PCB 布线和转换效率都会影响实际输出能力。芯片标注的开关限流并不等于 5V 输出电流,也不能把高输入电压条件下的输出能力直接套用到 1.5V 输入条件。

PW5100-50 :固定 5V 低压升压芯片

PW5100-50 是 PW5100 系列的固定 5.0V 输出版本,其中型号后缀 “ -50 ” 代表 5.0V 输出。

PW5100-50 适用于单节干电池、镍氢电池及其他低电压供电设备。针对 5V 输出版本,规格书推荐输入范围为 0.95V ~ 5V ,典型启动电压为 0.95V ,

芯片采用PFM 升压架构,最高工作频率为 1.2MHz ,最高效率可达 95% ,采用 SOT23-5L 封装。固定输出省去了反馈分压电阻,有利于简化外围电路和缩小 PCB 面积。

根据平芯微官网技术答复,PW5100-50 在 1.5V 输入、升压到 5V 时,输出电流约为 100 多 mA 。该数据属于官网应用问答中的经验口径,实际能力会受到电池内阻、电感、 PCB 压降、温度和输出纹波要求影响,量产前应通过样机测试确认。

PW5100 资料中出现的 1.5A 并不是 5V 输出电流。其开关限流电气参数为典型 1.7A 、范围 1.5A ~ 1.9A ,属于芯片开关侧电流规格,不能直接理解为连续输出 1.5A 。官网所列 600mA 输出能力也需要约 3.7V 输入条件。

PW5100-50 主要特点

PW5100-50 输入电压范围为 0.95V ~ 5V ,固定输出 5V ,最高工作频率 1.2MHz ,最高效率可达 95% ,采用 SOT23-5L 封装。典型外围可使用 3.3 μ H 电感、 10 μ F 输入电容和 22 μ F 输出电容。

EN 关闭时仅停止升压功能,输入与输出之间并未完全断开,此时输出电压可能接近输入电压,因此它不属于真正的负载断开方案。

PW5150 :低静态电流、真关断 5V 升压芯片

PW5150 是一款固定 5V 输出的同步升压芯片,输入电压范围为 0.8V ~ 5V 。典型启动电压为 0.8V ,测试条件同样为输出电流 1mA 。

芯片标称固定1.4MHz 工作频率,固定 5V 输出精度为 ± 3% ,采用 SOT23-6L 封装。 PW5150 的静态电流典型值为 1.2 μ A ,关断电流典型值为 0.32 μ A ,适合对待机功耗和电池使用时间要求较高的便携设备。

PW5150 官方标示的输出能力为 0.5A ,但对应条件是输入电压 3.7V 。规格书没有明确给出 1.5V 输入时的保证输出电流,因此不能宣称 PW5150 在 1.5V 输入条件下仍能输出 500mA 。用于 1.5V 转 5V 时,应结合电池状态、负载功率和外围参数进行实测。

PW5150 支持真正关断。 EN 关闭后,芯片可以断开输入与输出,减少负载反向漏电及关机状态下的电池消耗。它还集成输出短路保护、短路打嗝重试和过温保护,更适合需要完善故障保护的产品。

PW5150 主要特点

PW5150 输入电压范围为 0.8V ~ 5V ,固定 5V 输出, VIN 为 3.7V 时官方标示输出能力为 0.5A 。芯片静态电流典型值 1.2 μ A ,关断电流典型值 0.32 μ A ,标称固定工作频率 1.4MHz ,采用 SOT23-6L 封装。

PW5150 具备输入输出真断开、输出短路打嗝和过温保护。典型短路打嗝时间约为开启 1.3ms 、关闭 33ms ;过温保护上升触发温度典型值为 155 ℃ ,典型回差为 25 ℃ 。

PW5100-50 与 PW5150 参数对比


PW5100-50 与 PW5150 怎么选?

如果项目需要使用1.5V 电池升压到 5V ,并且负载电流在 100mA 级,可优先评估 PW5100-50 。它采用固定 5V 输出、外围简单,适合成本敏感、空间有限的小功率升压应用。

如果设备对待机功耗、真正关断、短路保护和输入输出隔离要求较高,可以优先评估PW5150 。其静态电流更低,并集成短路打嗝和过温保护,但 1.5V 输入时的实际输出能力必须通过样机测试确认,不能直接按 VIN=3.7V 时的 0.5A 指标计算。

典型应用

PW5100-50 和 PW5150 可用于单节干电池升 5V 、单节镍氢电池升 5V 、无线传感器、便携仪表、玩具、小型 LED 设备、蓝牙产品、遥控器、鼠标键盘及低功耗手持设备。

在实际设计中,还要检查电池最低放电电压和脉冲供电能力。如果负载启动电流较大,应重点优化输入电容、电感饱和电流、电感直流电阻及PCB 大电流回路,避免输入端压降导致芯片反复启动。

总结

1.5V 转 5V 芯片 PW5100-50 适合外围简单、约 100mA 级低压升压应用; PW5150 则侧重低静态电流、真关断、短路保护和过温保护。

两款芯片的高输入电压输出能力都不能直接等同于1.5V 输入条件下的输出能力。正式选型时,应根据负载电流、电池内阻、待机功耗和保护需求选择,并以官方最新规格书和样机测试结果作为最终依据。