PW4000两节三节快充升降压充电芯片：充电电压与电流设置方法

夸克微

两节三节快充升降压充电芯片PW4000应用指南4.2V至20V宽压输入，支持两节8.4V与三节12.6V锂电池充电

普通降压充电芯片要求输入电压高于电池电压，而单一升压充电芯片主要用于输入低于电池电压的场景。当输入电压与电池组电压的高低关系发生变化时，升降压充电架构可在两种工作状态之间切换。

PW4000是一款多节锂电池单电感升降压开关充电芯片，支持4.2V至20V输入以及1至4串锂电池。输入电压低于电池电压时工作在升压模式，输入电压高于电池电压时工作在降压模式，适合构建两节8.4V和三节12.6V快充方案。

一、PW4000是什么芯片

PW4000是集成H桥功率MOSFET的升降压开关充电器，采用单电感电流模式控制，可在升压和降压工作状态之间平滑切换。芯片内置环路补偿，轻载时进入PFM模式，通过降低开关频率减少开关损耗。

PW4000支持外部电阻设置充电电压与充电电流，充电电流最高3A，典型开关频率450kHz，采用QFN 3mm×4mm、15引脚封装。规格书列出的应用包括手机、PDA、MP3/MP4播放器、数码相机和蓝牙设备；配套参考设计还展示了两节、三节锂电池的PD/QC输入充电方案。

二、PW4000核心参数

三、升降压充电为什么适合快充输入

配套参考原理图将输入标注为5V~12V、Quick charge: PD+QC，并在Type-C接口与PW4000之间使用PW6606前端。两节电池参考范围为6V~8.4V：当5V输入低于电池电压时，需要升压充电；当输入高于当前电池电压时，则进入降压充电。

PW4000使用H桥升降压架构：当VIN低于电池电压时进入Boost工作；当VIN高于电池电压时进入Buck工作，可在输入与电池电压关系变化时切换工作状态。

需要说明的是，PW4000负责升降压充电管理，本身不是PD/QC协议握手芯片。参考原理图采用PW6606前端并标注PD+QC，向PW4000提供5V~12V输入；具体协议能力和适配器兼容性应以所用前端芯片资料为准。

四、两节锂电池8.4V/2.2A快充参考方案

两节方案面向2S锂电池组，参考原理图标注电池范围为6V~8.4V。参考设计输入为5V~12V PD/QC电源，前端采用PW6606，PW4000负责升降压充电。

两节应用中，FB接地即可使用内部8.4V浮充设置。参考设计采用3.3μH电感、9mΩ电流采样电阻和2kΩ/1.5kΩ充电电流设置电阻，

两节方案关键配置

两节方案BOM

五、三节锂电池12.6V/1.5A快充参考方案

三节方案面向3S锂电池组，参考原理图标注电池范围为9V~12.6V。参考设计同样采用5V~12V PD/QC输入；当输入低于电池电压时由PW4000执行升压充电，当输入高于当前电池电压时执行降压充电。

三节应用通过FB外部分压设定充电电压。参考图给出R1=1.3MΩ、R2=137kΩ，结合规格书公式VBAT=(R1/R2+1)×1.2V，计算值约12.59V，对应12.6V设置。参考设计采用6.8μH电感、13mΩ电流采样电阻，图纸标注IBAT-MAX为1.5A。该数值属于参考设置，不代表全部输入和热条件下的持续保证值。

三节方案关键配置

三节方案BOM

六、充电电压与电流如何设置充电电压设置

PW4000支持3V~17V可编程浮充电压。外部分压公式为：

VBAT = (R1 / R2 + 1) × 1.2V

两节8.4V应用可将FB接地，直接使用内部两节电池充电电压。三节12.6V应用则使用外部分压，参考设计为R1=1.3MΩ、R2=137kΩ。

充电电流设置

规格书给出的设置关系为：

ICC(A) = 10 × RISET1(kΩ) / RCS(mΩ)

同时建议RISET1与RISET2的比例约为4:3。规格书给出的示例包括：RISET1=2kΩ、RISET2=1.5kΩ、RCS=20mΩ时约1A；RCS=10mΩ时约2A。

该公式用于确定目标电流设置。规格书只说明充电电流最高3A，并未给出所有输入电压、电池串数和热条件下持续3A的保证条件；参考原理图还标注VBAT×IBAT＜20W。实际可用电流应以目标工作条件下的样板验证为准。

七、三阶段充电与状态指示

PW4000支持涓流、恒流和恒压三阶段充电。电池电压较低时先进行涓流充电，规格书给出的涓流电流典型为设定充电电流的20%；达到正常充电区间后进入恒流充电；电池电压接近设定浮充值后转入恒压阶段。

充电终止电流典型为设定充电电流的10%。充电结束后，如果电池电压下降到再充阈值，芯片可重新启动充电。

STAT为开漏状态输出：充电过程中内部拉低；充电完成或休眠时为高阻态，需经外部上拉后呈高电平；故障时输出1Hz、50%占空比脉冲。参考设计同时给出单灯和双灯指示方式。

八、保护功能与可靠性设计

PW4000集成周期逐周期电流保护、电池短路保护、VIN欠压锁定、NTC电池温度保护和热关断。输入电源能力不足时，芯片可动态降低充电电流，减少适配器电压被拉低的风险。

芯片热关断温度为150℃，温度下降至130℃后恢复。NTC功能可在电池温度过高或过低时暂停充电；规格书给出的低温和高温检测门限典型值分别为72.2%VCC和29.2%VCC。规格书还给出涓流充电55分钟超时保护。

需要注意，规格书未明确输入反接保护、输入过压保护和电池短路阈值。PW4000推荐输入范围为4.2V~20V，24V属于相关高压引脚的绝对最大额定值，不能作为正常工作输入。若系统需要额外输入保护，应另行按系统要求设计并验证。

九、两节与三节方案如何选