锂电池/5V 升压 12V1.5A DC-DC 升压芯片 PW5012—— 低内阻 22mΩ 、宽输入 2.7~12V 、 SOP8-EP

工程师经常需要将3.7V 锂电池、 7.4V 两串锂电或 USB 5V 输入升压到稳定的 12V/1A~1.5A 输出。这类应用对芯片提出了三点关键要求：宽输入电压范围、大功率能力、高转换效率。

平芯微半导体（PWChip ）推出的 PW5012 正是为此类应用量身打造的一款高功率异步升压转换器。它集成 22mΩ 低内阻大电流功率 MOS ，输入电压范围 2.7V ～ 12V ，输出电压 3V~13V 可调，锂电池 3.7V 升压 12V 可输出 1A ，两串锂 7.2V 升压 12V 输出 1.5A 效率高达 93% 。本文从产品概述、典型电路、引脚定义、参数电气特性、 Layout 要点等方面系统介绍 PW5012 。

一、PW5012 产品概述

PW5012 是一款集成 22mΩ 功率开关管的高功率异步升压转换器（ Asynchronous Boost Converter ），外围器件少，适合小尺寸系统方案。芯片开关频率 360kHz ，重载时 PWM 模式保证输出精度，轻载自动切换 PFM 模式以提升轻载效率、降低静态功耗。

PW5012 具有 2.7V ～ 12V 宽输入电压范围，输入 3.7V 时输出 12V/1A 效率 88% ，输入 7.2V 时输出 12V/1.5A 效率高达 93% 。同时支持可编程软启动（防止上电瞬间大电流冲击）、可调节的开关峰值电流限制（逐周期限流保护）、输出过压保护（ 18V ）、过温关断保护，芯片可靠性高、抗冲击能力强。 SOP8-EP 底部带焊盘封装，散热性能优异，非常适合 1.5A 级别的大功率升压方案。

PW5012 核心特点

（1 ）高转换效率最高 95% ， 7.2V→12V/1.5A 效率 93% ；

（2 ）恒压输出范围 3V ～ 13V 可调，通过 FB 脚 R1/R2 分压设定；

（3 ）内置 18V 输出过压保护（ OVP ）；

（4 ）低关断功耗，关断电流仅 1μA ；

（5 ） PWM/PFM 双模式自动切换，兼顾重载效率与轻载功耗；

（6 ）可编程软启动（ SEM 脚外接 CSS 电容）；

（7 ） SOP8-EP 底部散热焊盘封装， PCB 散热优异。

PW5012 典型应用范围

充电宝多协议输出、蓝牙音箱12V 供电、便携投影、便携设备、锂电池 /USB 供电产品、便携补光、行车记录仪后备、便携医疗、便携仪器仪表等。

二、PW5012 典型应用电路（锂电池 /5V 升压 12V/1.5A ）

图1 平芯微 PW5012 锂电池 /5V 升压 12V/1.5A 典型应用电路

电路设计要点：

1 、 VIN ≤ 5V 输入： CIN 推荐 22μF+22μF ； VOUT ≤ 9V 时 COUT 推荐 22μF+22μF ；

2 、 VIN > 8V 输入（如 7.4V 两串锂）： CIN 推荐 10μF+100μF 电解电容； VOUT = 9V/12V 时 COUT 推荐 22μF+220μF 电解电容；

3 、 7 脚 COMP 环路补偿参数很重要：典型 RC=56kΩ 、 CC=3.3nF 、 CP=47pF ，具体需按输出电流、电感、输出电容重新计算；

4 、 D1 肖特基二极管：可参考 SS54 ，如果输出电流较大可 2 颗并联，正向压降越低、反向恢复越快效率越高；

5 、电感 L1 ： 3.3μH 能满足大部分应用，饱和电流应大于芯片工作最大峰值电流， DCR 越低效率越高；

6 、 EN 使能：高电平常开， EN 电压不建议超过 7V ，内部 800kΩ 下拉；

7 、 SW 脚：走线短而粗，铺铜面积尽量小，电感 L1 紧靠 SW 脚放置。

五、PW5012 应用指南要点

5.1 欠压 / 过压 / 过温三重保护

欠压锁定电路防止输入低压故障：VIN 和 VCC 均有 UVLO 功能，低于阈值芯片关断；输出电压高于 18V 芯片停止工作直至恢复；结温高于 150℃ 启动过温关断，直至降低到 130℃ 恢复。三重保护极大提升了 PW5012 在便携设备中面对电池深放、短路、异常输出的可靠性。

5.2 电感选型

电感是升压电路中最重要的器件，直接影响稳态、瞬态、环路、效率。PW5012 推荐电感值 3.3μH 能满足大多数应用；饱和电流应大于工作条件下的最大电流峰值； DCR 和高频 ESR 尽量低以提升效率。电感应紧靠 SW 脚放置； SW 端建议加 RC 串联到地（ R=1Ω 、 C=3.3nF ， 1206 封装）用于抑制 EMI 辐射。

5.3 输出电容 COUT

为降低输出纹波需要较大输出电容，但过大会拖慢系统响应且增加成本。推荐低ESR 组合： 1μF // 10μF // 10μF // 470μF ；由于电容在额定电压下容量会明显衰减，电容额定电压应留出余量高于最大输出电压（ 12V 输出建议 25V/35V 规格电解或 16V 陶瓷）。

5.4 输入电容 CIN

当输入电源稳定时，即使没有输入滤波电容电路也能工作；但当电源远离芯片，建议在DC-DC 输入端就近加 ≥4.7μF 滤波电容，减小输入线阻抗引起的噪声。 VIN≤5V 时推荐 22μF+22μF 陶瓷组合； VIN>8V 时推荐 10μF 陶瓷 +100μF 电解。

5.5 肖特基二极管

选择快恢复、低正向压降的肖特基（如SS54 、 SK54 、 SS36 ）。二极管的平均电流和峰值电流必须超过输出平均电流和电感峰值电流；反向击穿电压应大于最大输出电压（ 12V 输出选 40V 以上反压肖特基）。

5.6 COMP 环路补偿

COMP 脚是内部误差放大器的输出，外接 RC/CC/CP 组成补偿网络。典型参数： RC=56kΩ 、 CC=3.3nF 、 CP=47pF （ CP<10pF 可悬空）。交叉频率 fC 建议 10kHz ，且必须满足 fC<1/10 fSW 且 fC<1/5 fRHPZ 。 COMP 设置不合理会造成重载提前不稳并严重影响效率。

六、PW5012 PCB 布局关键要点

（1 ） SW 布线短而宽，避免过孔， L1 、 D1 、引脚 4 相连的功率回路铺铜面积尽量小；电感紧靠引脚 4 ；

（2 ） COUT 输出电容与 C1 紧靠 D1 肖特基放置；

（3 ） CIN 紧靠电感器放置；

（4 ） CIN GND 、 COUT GND 、芯片底部焊盘 GND ，三个地回路走线要粗、距离要短；

（5 ） R1 、 R2 反馈电阻紧靠 FB 脚，远离 SW 铺铜区，避免耦合噪声干扰反馈信号。