1.5V升压3.3V专用芯片PW5100直通关断与PW5103真关断分析

干电池升3.3V选型实录:PW5100与PW5103,关断行为差在哪?

做电池供电产品的工程师都知道,干电池这东西,电压是"活的"------全新AA电池开路电压差不多1.6V,用到后期跌到1.0V甚至更低,设备还没到寿命终点,MCU、传感器这些3.3V器件早就罢工了。怎么办?升压是绕不开的。

我最近在手头一个项目里用到了平芯微的两颗升压芯片------PW5100和PW5103,都是SOT23-5L的小封装,外围电路只要3颗被动元件,1.2MHz开关频率,静态功耗在10µA量级。两颗芯片规格表看着很像,但有一个关键区别:关断后输出端的行为完全不一样。

先看基础参数

两颗芯片的"底子"是一样的:

工作输入范围0.8V~3.3V,0.8V起步(带1mA轻载),意味着一节1.5V干电池从满电用到快没电,全程都能hold住。内部开关电流1.5A,PFM同步升压架构,转换效率最高能到95%以上。静态电流典型值10µA,对电池产品来说待机功耗基本可以忽略不计。

引脚定义也一样:VIN、VOUT、SW、EN、GND,五个脚。外围电路就三样------一颗电感(推荐3.3µH~10µH)、一颗输入电容、一颗或两颗输出电容(建议22µF起)。如果轻载时对开关噪声比较在意,电感取10µH还能顺便避开可闻频段的噪声。电感封装别太抠门,至少NR3012尺寸,脉冲电流大的场景小封装电感容易饱和。

分水岭在哪?看关断那一瞬间

做产品不可能不考虑关断状态。比如你的设备有休眠模式,或者用户拔掉了开关信号,这时候输出端是什么电压?

PW5100的做法: EN引脚拉低后,升压变换器停振,但输入和输出之间并没有真正断开------VIN会直接穿透到VOUT。假设你的电池还剩1.4V,那关断后输出就是1.4V,不是零。

PW5103的做法: EN拉低后,输出端会被拉到接近0V,输入和输出之间彻底断开。不管你电池还剩多少电,输出端就是"干净"的低电平。这就是业内说的"真关断"(True Shutdown)。

这个差异在实际项目中的影响比想象中大。举个例子:如果你的后级电路在关断期间对输入电压敏感(比如某些ADC参考输入、或者需要明确低电平的使能引脚),PW5100的直通特性可能会带来意外唤醒或漏电问题。反过来,如果你的后级不在乎关断期间有个1V出头的电压,或者你本来就需要保持某种直流通路,那PW5100反而省事。

参数对照

几个实际Layout和选料的建议

不管最终选哪颗,有几个坑我踩过了提个醒。输入电压不能超过输出电压,比如用3.3V输出版本时,两节干电池串联满电大约3.2V,留点余量问题不大,但别贴着上限跑。

输出电容22µF是底线,如果负载瞬态变化比较剧烈(比如WiFi模块发射瞬间拉电流),建议并两颗。PCB布局上,电感和电容尽量靠近SW和VOUT引脚走线,地回路要短,这种小封装升压电路对layout还是有点讲究的。

怎么选?一句话

关断后需要输出干净归零的------PW5103没得商量。关断后不介意直通、或者需要更多输出电压选项的------PW5100更灵活。两颗芯片都是3颗外围搞定、SOT23-5L极简封装的方案,1.5V电池升3.3V这个需求上,选哪个都不算错,关键看你的产品对关断状态有没有硬性要求。

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