电荷泵无电感升压芯片PW4004A，PW5410B和带电感PW5100的测试数据

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锂电池升压方案怎么选？四款常用芯片实测盘点

锂电池单节满电只有 4.2V 左右，很多场景却需要稳定的 3.3V 或 5V 输出。升压芯片 therefore 成为电源设计里绕不开的选项。传统 Boost 需要电感，体积和 EMI 都是麻烦事；电荷泵方案省掉了电感，外围更干净，在小电流、对空间敏感的产品里用得越来越多。下面把平时接触比较多的四款芯片拉出来做个盘点，包括产品定位、典型电路、测试板照片和实测数据，方便选型时直接对照。

PW4004A：锂电池无电感升压到 5V

PW4004A 是一款电荷泵升压芯片，专门把 2.7V~4.5V 的锂电池电压抬到接近 5V，适合对体积敏感、电流需求不大的场合。它的工作频率固定在 380kHz，输出稳压在 4.95V，精度 ±3%。EN 脚拉低后芯片关断电流只有 1μA，对电池待机比较友好。外围需要注意的是 CFLY 电容只能选贴片陶瓷电容，不能用钽电容或电解电容这类有极性电容。

下图是 PW4004A 的典型应用电路。输入端接 10μF 陶瓷电容 CIN，输出端同样放 10μF 陶瓷电容 COUT，CFLY 取 2.2μF~10μF 的陶瓷电容即可。

为了验证实际表现，我们搭了测试板并跑了静态电流、输出电压和温升测试。从结果看，输入电压从 2.7V 抬到 4.5V 的过程中，输出电压基本维持在 4.95V~4.98V；转换效率在轻载 50mA 时能达到 85% 左右，随着负载电流增加到 200mA 以上，效率会逐渐下降到 65% 附近。芯片温度在 200mA 负载、充电 2 分钟后约为 81℃，小电流时温升很温和。

PW5410A：5V 输出的低噪声电荷泵

PW5410A 同样是无电感电荷泵升压方案，固定输出 5V，精度 ±4%。它的输入范围比 PW4004A 更宽，支持 2.7V~5V，输出电流在输入 4.5V 时可以达到 250mA。芯片内部做了低噪声恒频控制，并且集成了软启动、短路保护和关断功能，关断电流小于 1μA。封装是常见的 6 引脚 SOT-23，布局比较紧凑。

这款芯片的典型应用也很简洁，CIN、COUT 和 CFLY 都推荐用陶瓷电容。典型电路如下图所示，EN 高电平开启，低电平关闭输出。

实测方面，我们在 3V、3.7V 和 4.2V 三个输入点做了记录。3V 输入、100mA 输出时效率约 79.6%；4.2V 输入、200mA 输出时效率掉到 58.6% 左右。静态电流在空载、输出正常时约 1.6mA~1.9mA，温度在 200mA 负载下约 67℃。

PW5410B：无电感升降压输出 3.3V

PW5410B 和 PW5410A 同系列，但输出固定为 3.3V，支持 1.8V~5V 的宽输入范围，属于升降压型电荷泵。它适合输入电压可能高于或低于 3.3V 的场景，比如两节干电池、锂聚合物电池或者 USB 5V 供电。输出电流在输入 3V 时最高能到 250mA，同样具备短路保护、软启动和低关断电流特性。

典型电路中，CIN 和 COUT 用 2.2μF 陶瓷电容，CFLY 也选 2.2μF 陶瓷电容。输入范围从 1.8V 覆盖到 5V，输出稳压在 3.3V。

实测数据可以看出，PW5410B 在输入 2V、输出 80mA 时效率约 75.6%，表现不错；但当输入升到 5V、同样 80mA 负载时，效率下降到 32.8% 左右，这说明它更适合输入低于或接近输出电压的场合。静态电流约 355μA~835μA，温度在 5V 输入、80mA 负载时达到 86.1℃。

PW5100：带小电感的高效率同步升压

PW5100 走的是另一条路线：PFM 同步升压，需要外接一颗小电感，但换来更高的效率和更大的输出电流。它的输入范围是 0.8V~3.3V，输出电压可以在 3.0V~5.0V 之间以 0.1V 步进选择，常见的是 3.3V 版本。工作频率 1.2MHz，允许使用小尺寸电感和陶瓷电容，静态电流约 10μA，最大效率可达 95%。

这款芯片的典型电路需要一颗 3.3μH~10μH 的电感，输入输出各配一颗陶瓷电容。从测试数据来看，用 0805-4.7μH 电感时，输入 0.9V 可以输出 70mA，输入 3V 可以输出 450mA；换用 0530-4.7μH 一体成型功率电感后，3V 输入下输出电流可以提升到 650mA，峰值甚至到 750mA。如果项目对电流要求较高，PW5100 比电荷泵方案更合适。

需要说明一下 EN 控制逻辑：PW5100 的 EN 是关闭升压功能，不是把输出拉到 0V。如果需要真正的关断输出为 0，可以选择 PW5103（3.3V 固定输出）或 PW5150（5V 固定输出）。

选型建议

如果项目电流不大、空间受限、不想处理电感，优先考虑 PW4004A、PW5410A 或 PW5410B 这类电荷泵方案。PW4004A 更适合纯锂电池升 5V；PW5410A 电流能力稍强、输入范围更宽；PW5410B 则解决输入高于或低于 3.3V 的升降压问题。如果电流需求超过 200mA，或者对效率要求很高，PW5100 带小电感的方案会是更稳的选择，只是布板时要考虑电感和 EMI。