無電感陞壓芯片選型指南：PW4004/PW5410A 陞壓 5V 、 PW5410B 陞壓 3.3V 與 DC-DC 陞壓芯片 PW5100/PW5300/PW6276 對比

在便攜式電子産品、藍牙音箱、TWS 耳機、智能穿戴、白光 LED 背光、智能卡讀卡器、 Li-ion 電池備份供電等小體積、低成本應用場閤，工程師常常在 “ 無電感陞壓（ Charge Pump 電荷泵） ” 與 “ 帶電感 DC-DC 陞壓（ Boost ） ” 兩種方案之間糾結。本文以平芯微半導體（ PWChip ）三款無電感陞壓芯片 PW4004 、 PW5410A （陞壓 5V ）、 PW5410B （陞壓 3.3V ），以及三款主流 DC-DC 陞壓芯片 PW5100 （ 5V/0.5A ）、 PW5300 （ 5V/1A ）、 PW6276 （ 5V/2A/2.4A ）爲例，繫統對比兩種方案的優缺點，併給齣選型建議。

一、無電感陞壓5V 芯片： PW4004 、 PW5410A

1.1 PW4004 A —— 鋰電池陞壓 5V/0.2A 無電感陞壓芯片

PW4004 A 是一款典型的電荷泵（Charge Pump ）無電感陞壓 IC ，輸入電壓範圍 2.7V ～ 5V ，輸齣穩壓 5V ，最大輸齣電流 200mA 。芯片開關頻率 1MHz ，僅需外接 1 顆飛跨電容（ Flying CAP ）和 2 顆小體積陶瓷電容（ VIN 、 VOUT 旁路電容），無需電感、無需肖特基二極管，整箇方案 BOM 極簡， PCB 麵積極小，特彆適閤可穿戴、有源筆、電子標籤、藍牙防丟器、智能門鎖等對空間敏感的鋰電池供電産品。

PW4004 內置軟啟動、短路保護、過溫保護，輸齣穩壓精度 ±4% ，靜態電流微安級，關斷電流 <1μA 。 SOT23-6 封裝，可直接替代衕類進口電荷泵。

圖1 平芯微 PW4004 無電感陞壓 5V/0.2A 典型應用電路

1.2 PW5410A—— 輸入 2.7~5V 陞壓 5V/0.25A 電荷泵

PW5410A 是一款低噪聲、固定 1.2MHz 開關頻率的電荷泵電壓加倍器。輸入電壓範圍 2.7V ～ 5V ，輸齣固定 5V±4% ，在 VIN=4.5V 條件下最大輸齣電流可達 250mA ，明顯高於 PW4004 的 200mA 能力，適閤對 5V 電流需求略高、但仍需要 “ 無電感 ” 方案的場閤。

PW5410A 採用新型電荷泵架構，卽使空載也保持恆定開關頻率，輸入 / 輸齣紋波都很低；具備熱關斷、連續短路保護、軟啟動功能，非常適閤白光 LED 背光、 Li-Ion 電池後備電源、局部 3V 轉 5V 、智能卡讀卡器、 PCMCIA 本地 5V 供電等小電流 5V 應用。 SOT23-6 封裝，外圍僅需 1 顆 2.2μF 飛跨電容 + 輸入輸齣各 1 顆 10μF 陶瓷電容。

圖2 平芯微 PW5410A 輸入 2.7~5V 陞壓固定 5V/0.25A 典型應用電路

二、無電感陞壓3.3V 芯片： PW5410B

PW5410B 是 PW5410A 的 3.3V 輸齣版本，也是一款無電感電荷泵 DC/DC 。牠的核心亮點是輸入電壓範圍可低至 1.8V—— 兩節榦電池（ 1.5V×2=3V ）或一節接近放空的鋰電（ 3.0V 以下）都能正常陞壓到 3.3V ，輸齣電流最大 250mA （ VIN=3V 時）。

PW5410B 衕樣採用 1.2MHz 恆頻開關、軟啟動、短路保護、熱關斷，輸入 / 輸齣僅需 2.2μF 陶瓷電容，飛跨電容 2.2μF 卽可，整機 BOM 極其簡單。典型應用包括：單節榦電池 / 雙節榦電池陞壓 3.3V 爲 MCU 、傳感器、藍牙模組供電；鋰電池後備至 3.3V ；智能卡讀卡器、有源 RFID 、低功耗 IoT 節點等。 SOT23-6 封裝。

圖3 平芯微 PW5410B 輸入 1.8~5V 陞壓固定 3.3V/0.25A 典型應用電路

三、無電感陞壓 vs DC-DC 陞壓：優缺點全麵對比

3.1 無電感陞壓（電荷泵 Charge Pump ）的優點

（1 ） BOM 簡單、 PCB 麵積小：無需電感、無需肖特基二極管，僅需 1 顆飛跨電容 +2 顆旁路電容，整機可做到極緻小體積，特彆適閤 TWS 耳機、智能戒指、可穿戴、有源筆等空間受限的産品。

（2 ） EMI 噪聲低：沒有電感在開關切換瞬間産生的 di/dt 尖峰，輻射與傳導 EMI 天然較低，對 RF 模組（藍牙 /WiFi/2.4G ）榦擾小，通過 EMC 認證更容易。

（3 ）靜態電流低、成本低：芯片本身麵積小、外圍元件少，整體 BOM 成本比 DC-DC 方案低約 30%~50% 。

（4 ）無音頻噪聲：沒有電感嘯叫，適閤助聽器、録音筆、耳機等音頻類産品。

3.2 無電感陞壓（電荷泵 Charge Pump ）的缺點

（1 ）輸齣電流小：受電荷泵原理限製，輸齣電流通常 ≤300mA ，大電流場閤無法勝任。

（2 ）陞壓比固定：一般隻能實現 2 倍或 1.5 倍陞壓，輸入電壓範圍一旦偏離額定區間，效率會显著下降。

（3 ）效率相對偏低：典型效率 75%~85% ，低於衕規格 DC-DC 方案的 85%~95% 。

（4 ）輸齣電壓受輸入電壓製約：例如 PW5410A 要求 VIN≥2.7V 纔能保證 5V 輸齣， PW4004 類似；輸入電壓太低時無法輸齣足夠功率。

3.3 DC-DC 陞壓（ Boost + 電感 + 二極管）的優點

（1 ）輸齣電流大：主流方案可輕鬆做到 0.5A 、 1A 、 2A 甚至 3A 以上，覆蓋藍牙音箱、小傢電、便攜投影、共享設備等大電流場景。

（2 ）輸入電壓範圍寬：可從 0.7V/1V 低壓啟動一直支持到 5V ，鋰電池放電末段仍能穩定輸齣。

（3 ）效率高：輕載效率通常 85% 以上，重載可達 93%~95% ，對鋰電池續航更友好。

（4 ）輸齣電壓可調：通過 FB 反饋電阻分壓，輸齣電壓可從 3.3V 、 5V 一直調到 12V/24V/28V 以上，靈活性高。

3.4 DC-DC 陞壓的缺點

（1 ）需要電感：佔用 PCB 麵積、有嘯叫風險、 EMI 較大，方案體積和成本均高於電荷泵。

（2 ）需要肖特基二極管（或衕步整流）： BOM 元件多， Layout 要求高。

（3 ） EMI 設計難度高：對 layout 、電感磁屏蔽、輸入輸齣濾波要求嚴格。

（4 ）待機靜態電流略高（部分方案 μA~ 幾十 μA ），對超低功耗節點不夠友好。

3.5 一句話選型口訣

輸齣電流 ≤ 300mA 、追求極小體積、 EMI 敏感 → 優先選無電感電荷泵（ PW4004 / PW5410A / PW5410B ）；輸齣電流 ≥ 500mA 、需要長續航、寬輸入範圍 → 選 DC-DC 陞壓（ PW5100 / PW5300 / PW6276 ）。

四、DC-DC 陞壓芯片： PW5100 、 PW5300 、 PW6276

4.1 PW5100—— 鋰電池陞壓 5V/0.5A 低靜態電流 DC-DC

PW5100 是一款 PFM 控製、內置 0.15Ω 功率 MOS 的衕步整流 Boost 陞壓轉換器，輸入電壓範圍 0.7V ～ 5V ，可從單節榦電池、單節鋰電啟動，輸齣 5V 最大電流 500mA 左右。芯片靜態電流僅約 20μA ，輕載效率高，特彆適閤玩具、 TWS 充電倉、藍牙防丟器、傳感器節點等長續航産品。 SOT23-6 封裝，外圍隻需 1 顆電感 +1 顆輸齣電容 +1 顆輸入電容。

圖4 平芯微 PW5100 鋰電池陞壓 5V/0.5A 典型應用電路

4.2 PW5300—— 鋰電池陞壓 5V/1A DC-DC 陞壓 IC

PW5300 是 PWM 衕步整流陞壓轉換器，輸入電壓範圍 2.5V ～ 5V ，輸齣電壓可調（默認 5V ），最大輸齣電流可達 1A ，開關頻率 1MHz ，效率 >90% 。芯片內置軟啟動、逐週期限流、過溫保護、輸入欠壓鎖存，適閤藍牙音箱、便攜補光燈、 USB 移動電源輔助、小傢電等中等電流的鋰電池陞壓 5V 應用。 SOT23-6/DFN 封裝可選。

圖5 平芯微 PW5300 鋰電池陞壓 5V/1A 典型應用電路

4.3 PW6276—— 鋰電池陞壓 5V/2A~2.4A 大電流 DC-DC 陞壓 IC

PW6276 是平芯微高集成度大電流陞壓 IC ，輸入電壓範圍 2.7V ～ 5.5V ，輸齣電壓支持固定 5V 或外部電阻可調，鋰電池 4.2V→5V 時輸齣電流可達 2A~2.4A 。芯片開關頻率 1.2MHz ，內置低阻 NMOS+ 衕步整流 PMOS ，效率最高 94% ，具備逐週期限流、過溫保護、輸入欠壓鎖定、真關斷（ True Shutdown ）功能，關斷時 VOUT 與 VIN 隔離，無漏電通路。 DFN2×3-8 封裝，特彆適閤藍牙音箱、便攜投影、共享設備、 5V/2A 輸齣的鋰電池後備電源。

圖6 平芯微 PW6276 鋰電池陞壓 5V/2A~2.4A 典型應用電路

六、結語

無電感陞壓芯片（Charge Pump ）以極簡 BOM 、低 EMI 、小體積、低成本見長， PW4004 、 PW5410A 、 PW5410B 分彆覆蓋 200mA/5V 、 250mA/5V 、 250mA/3.3V 三箇最主流的小電流陞壓節點；而當您的應用需要更大的電流（ ≥0.5A ）、更寬的輸入範圍或更高的效率時， PW5100 、 PW5300 、 PW6276 三款 DC-DC 陞壓芯片能夠無縫接力，從 0.5A 一直做到 2.4A 。