PW4000两节三节快充升降压充电芯片：5V输入充12.6V电池方案 - 芯片

PW4000

两节三节快充升降压充电芯片

4.2V ~ 20V 宽压输入

两节 8.4V / 三节 12.6V 快充

集成 H 桥功率 MOSFET 的升降压开关充电器，单电感电流模式控制，轻载 PFM 模式高效运行，最高 3A 充电电流， QFN 3 × 4mm 紧凑封装。

高性能升降压开关充电解决方案

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。内置环路补偿，轻载时进入 PFM 模式降低开关损耗，为多节锂电池快充应用提供高效、紧凑的解决方案。

H 桥功率 MOSFET 集成

4 颗 N 沟道功率 MOSFET 单芯片集成，导通电阻 20m Ω 典型

单电感升降压架构

单电感电流模式控制，升压 / 降压状态间平滑切换

PFM 轻载模式

轻载时自动进入 PFM 模式，降低开关损耗提升效率

外部可编程

电阻设定充电电压 3V~17V 与充电电流最高 3A ，灵活适配多种方案

QFN 紧凑封装

3mm × 4mm 15 引脚 QFN 封装，节省 PCB 面积

关键性能指标

充电电流 3A

开关频率 450kHz

封装尺寸 3 × 4mm

典型应用场景

手机 PDA MP3/MP4 播放器数码相机蓝牙设备两节 / 三节锂电 PD/QC 充电方案

完整电气参数

从基本信息到保护特性，全方位了解 PW4000 的技术规格，助力快速选型评估

基本信息

产品类型

多节锂电池单电感升降压开关充电器

支持电池串数

1 / 2 / 3 / 4 串

电气参数

输入电压范围 4.2V ~ 20V

绝对最大额定值 -0.3V ~ 24V

可编程浮充电压范围 3V ~ 17V

充电电流最高 3A

开关频率 450kHz 典型

功率级

4 颗 H 桥 N 沟道功率 MOSFET

控制方式

轻载模式 PFM

充电特性

充电阶段

涓流 / 恒流 / 恒压三阶段

终止电流

设定充电电流的 10% 典型

涓流电流

设定充电电流的 20% 典型

保护特性

热保护 150 ℃ 关断 / 130 ℃ 恢复

周期逐周期电流保护支持

电池短路保护支持

VIN 欠压锁定支持

NTC 温度保护支持

输入过载动态降流支持

状态指示

充电状态输出

STAT 开漏输出

封装信息

封装 QFN 3 × 4-15L

QFN 3×4-15L 紧凑封装

采用 3mm × 4mm 15 引脚 QFN 封装，集成度高， PCB 占用面积小，适合空间受限的便携设备和快充适配器应用。

封装类型： QFN （方形扁平无引脚）

尺寸： 3mm × 4mm

引脚数： 15 Pin

集成 H 桥 4 颗功率 MOSFET

为什么升降压架构适合快充输入

H 桥升降压架构可在输入电压与电池电压关系变化时自动切换工作状态，完美适配 5V~12V PD/QC 快充输入与多节锂电池组合

Boost 升压模式

当输入电压低于电池电压时，芯片工作在 Boost 升压状态，将输入电压提升后给电池充电。

触发条件： VIN < VBAT （例如 5V 输入给 8.4V 电池充电）

Buck 降压模式

当输入电压高于电池电压时，芯片工作在 Buck 降压状态，将输入电压降压后给电池充电。

触发条件： VIN > VBAT （例如 12V 输入给 8.4V 电池充电）

职责边界说明

PW4000 负责升降压充电管理，本身不是 PD/QC 协议握手芯片。 PD/QC 协议识别与协商由前端 PW6606 等协议芯片完成，具体协议能力以所用前端芯片资料为准。

两节锂电池 8.4V/2.2A 快充方案

面向 2S 锂电池组应用， FB 接地使用内部 8.4V 浮充电压档位，配合 PW6606 前端实现 PD/QC 快充输入

8.4V 满充电压

2.2A 最大充电电流

5~12V PD/QC 输入

内 FB 接地内部 8.4V

关键配置参数

电池类型 2S 锂电池组满充 8.4V

输入范围 5V ~ 12V PD/QC

充电电流约 2.2A

RCS 采样电阻 9mΩ

RISET 设置电阻 RISET1 = 2kΩ / RISET2 = 1.5kΩ （比例约 4:3 ）

电感值 L1 = 3.3μH

自举电容 C1 = 0.1μF 自举电容、 C2 = 0.1μF 自举电容

VCC 旁路电容 C3 ≥ 10μF 陶瓷电容（ VCC 旁路）

输入电容 CF1 = 1μF + CIN = 22μF

输出电容 22μF × 2

DRP 检测电阻 R3/R4 = 10kΩ / 2.43kΩ （ DRP 输入压降检测）

状态指示 LED1 / R5 = 2kΩ 单灯充电状态指示

浮充电压设置

FB 接地，使用内部 8.4V 浮充

FB → GND （内部 8.4V 档位）

方案说明

• 前端采用 PW6606 PD/QC 协议芯片

•FB 接地即可使用内部 8.4V 浮充电压档位，无需外部分压

三节锂电池方案

三节锂电池 12.6V/1.5A 快充方案

面向 3S 锂电池组应用，通过 FB 外部分压设定 12.6V 浮充电压，配合 PD/QC 快充输入实现高效充电

12.6V 满充电压

1.5A 最大充电电流

5~12V PD/QC 输入

外 FB 外部分压 12.6V

浮充电压设置（外部分压）

三节应用通过 FB 引脚外部分压电阻设定充电电压，计算公式如下：

VBAT = (R1/R2 + 1) × 1.2V

上分压电阻 R11.3MΩ （ 1‰ 精度）

下分压电阻 R2137kΩ （ 1‰ 精度）

计算结果 VBAT≈ 12.59V ≈ 12.6V

关键配置参数

电池类型 3S 锂电池组满充 12.6V

输入范围 5V ~ 12V PD/QC

充电电流约 1.5A

RCS 采样电阻 13mΩ

RISET 设置电阻 RISET1 = 2kΩ / RISET2 = 1.5kΩ （比例约 4:3 ）

电感值 L1 = 6.8μH

自举电容 C1 = 0.1μF 自举电容、 C2 = 0.1μF 自举电容

VCC 旁路电容 C3 ≥ 10μF

输入电容 CF1 = 1μF + CIN = 22μF

输出电容 22μF 陶瓷 + 100μF 电解

DRP 检测电阻 R3/R4 = 10kΩ / 2.43kΩ

状态指示支持单灯 / 双灯指示方式

参考说明

以上数值属于参考设置，不代表全部输入和热条件下的持续保证值。实际可用电流应以目标工作条件下的样板验证为准。

设置方法

充电电压与电流设置方法

通过外部电阻灵活配置充电电压与充电电流，适配不同电池规格与应用需求

充电电压设置

支持 3V ~ 17V 可编程浮充

电压计算公式

VBAT = (R1/R2 + 1) × 1.2V

1 两节 8.4V 应用

FB 引脚直接接地，使用内部 8.4V 浮充电压档位，无需外部分压

2 三节 12.6V 应用

外部分压：R1=1.3MΩ 、 R2=137kΩ （均为 1‰ 精度），计算约 12.59V

充电电流设置

外部可编程，最高 3A

电流计算公式

ICC(A) = 10 × RISET1(kΩ) / RCS(mΩ)

RISET1 与 RISET2 比例建议：约 4 : 3

1 示例：约 1A

RISET1=2kΩ 、 RISET2=1.5kΩ 、 RCS=20mΩ

2 示例：约 2A

RISET1=2kΩ 、 RISET2=1.5kΩ 、 RCS=10mΩ

功率限制说明

参考原理图标注 VBAT × IBAT ＜ 20W 。充电电流最高 3A 为规格书上限，实际持续能力取决于输入、电池与散热等条件，实际可用电流应以目标工作条件下的样板验证为准。

三阶段充电与状态指示

涓流 → 恒流 → 恒压完整充电曲线，配合 STAT 引脚状态输出，实现安全高效的充电管理

STAT 引脚状态说明

STAT 引脚为开漏输出，通过外接 LED 可直观显示充电状态，支持单灯和双灯指示方式。

工作状态	STAT 输出	LED 状态
充电中	拉低	常亮
充电完成 / 休眠	高阻	熄灭
故障状态	1Hz 、 50% 占空比脉冲	闪烁（1 秒周期）

单灯指示方式

单个 LED 通过 STAT 引脚驱动：充电时常亮、充满时熄灭、故障时闪烁。适合空间受限的应用，参考设计中 R5=2k Ω 限流电阻。

双灯指示方式

两个 LED 分别指示充电中与充电完成状态，通过不同颜色（如红 / 绿）或独立电路实现更丰富的状态反馈。

涓流充电设定电流 × 20% 典型

电池电压较低时以小电流预充，保护电池并激活

恒流充电设定充电电流（最高 3A ）

主要充电阶段，以恒定电流快速提升电池电压

恒压充电逐渐减小至 10% 设定值

电池达到浮充电压后，保持恒压，电流逐渐下降

终止电流典型为设定充电电流的 10% ；充电结束后电池电压下降到再充阈值可重新启动充电。

完善的保护与可靠性设计

多重保护机制保障充电安全与芯片可靠性，覆盖过流、短路、欠压、过热、超时等关键场景

周期逐周期电流保护

逐开关周期限制最大电流，防止过流损坏

电池短路保护

检测电池端短路状态，及时关断功率级

VIN 欠压锁定

输入电压过低时锁定芯片，防止异常工作

NTC 电池温度保护

低温和高温检测门限，温度异常时保护电池 72.2%VCC / 29.2%VCC 典型

热关断保护

芯片结温过高时关断，降温后自动恢复 150℃ 关断 / 130℃ 恢复

涓流充电超时保护

涓流阶段超时后终止充电，防止故障电池长时间充电 55 分钟

输入过载动态降流

输入电源能力不足时动态降低充电电流，保证系统稳定

热保护机制

芯片内置热关断保护，防止在异常高温下损坏。当结温超过阈值时关断功率级，温度下降到恢复阈值后自动重启充电。

150℃ 关断阈值

130℃ 恢复阈值

20℃ 迟滞窗口

保护功能说明

规格书未明确以下保护项：输入反接保护、输入过压保护、电池短路阈值。

24V 为绝对最大额定值，不能作为正常工作输入。正常输入电压范围为 4.2V ~ 20V 。

若需额外的输入保护（反接、过压等），应另行设计保护电路并进行验证。

选型对比

两节 vs 三节方案对比

多维度对比两种典型应用方案，根据电池规格与系统需求快速选型

对比项	两节方案 (2S) 8.4V / 2.2A	三节方案 (3S) 12.6V / 1.5A
参考电池范围	6V ~ 8.4V	9V ~ 12.6V
参考快充输入	5V ~ 12V PD+QC	5V ~ 12V PD+QC
浮充设置方式	FB 接地，内部 8.4V	R1=1.3MΩ 、 R2=137kΩ 约 12.6V
参考 IBAT-MAX	2.2A	1.5A
参考 RCS	9mΩ	13mΩ
参考电感值	3.3μH	6.8μH
输出电容配置	22μF × 2	22μF + 100μF 电解