无电感升压芯片选型指南：PW4004/PW5410A 升压 5V 、 PW5410B 升压 3.3V 与 DC-DC 升压芯片 PW5100/PW5300/PW6276 对比

在便携式电子产品、蓝牙音箱、TWS 耳机、智能穿戴、白光 LED 背光、智能卡读卡器、 Li-ion 电池备份供电等小体积、低成本应用场合，工程师常常在 “ 无电感升压（ Charge Pump 电荷泵） ” 与 “ 带电感 DC-DC 升压（ Boost ） ” 两种方案之间纠结。本文以平芯微半导体（ PWChip ）三款无电感升压芯片 PW4004 、 PW5410A （升压 5V ）、 PW5410B （升压 3.3V ），以及三款主流 DC-DC 升压芯片 PW5100 （ 5V/0.5A ）、 PW5300 （ 5V/1A ）、 PW6276 （ 5V/2A/2.4A ）为例，系统对比两种方案的优缺点，并给出选型建议。

一、无电感升压5V 芯片： PW4004 、 PW5410A

1.1 PW4004 A —— 锂电池升压 5V/0.2A 无电感升压芯片

PW4004 A 是一款典型的电荷泵（Charge Pump ）无电感升压 IC ，输入电压范围 2.7V ～ 5V ，输出稳压 5V ，最大输出电流 200mA 。芯片开关频率 1MHz ，仅需外接 1 颗飞跨电容（ Flying CAP ）和 2 颗小体积陶瓷电容（ VIN 、 VOUT 旁路电容），无需电感、无需肖特基二极管，整个方案 BOM 极简， PCB 面积极小，特别适合可穿戴、有源笔、电子标签、蓝牙防丢器、智能门锁等对空间敏感的锂电池供电产品。

PW4004 内置软启动、短路保护、过温保护，输出稳压精度 ±4% ，静态电流微安级，关断电流 <1μA 。 SOT23-6 封装，可直接替代同类进口电荷泵。

图1 平芯微 PW4004 无电感升压 5V/0.2A 典型应用电路

1.2 PW5410A—— 输入 2.7~5V 升压 5V/0.25A 电荷泵

PW5410A 是一款低噪声、固定 1.2MHz 开关频率的电荷泵电压加倍器。输入电压范围 2.7V ～ 5V ，输出固定 5V±4% ，在 VIN=4.5V 条件下最大输出电流可达 250mA ，明显高于 PW4004 的 200mA 能力，适合对 5V 电流需求略高、但仍需要 “ 无电感 ” 方案的场合。

PW5410A 采用新型电荷泵架构，即使空载也保持恒定开关频率，输入 / 输出纹波都很低；具备热关断、连续短路保护、软启动功能，非常适合白光 LED 背光、 Li-Ion 电池后备电源、局部 3V 转 5V 、智能卡读卡器、 PCMCIA 本地 5V 供电等小电流 5V 应用。 SOT23-6 封装，外围仅需 1 颗 2.2μF 飞跨电容 + 输入输出各 1 颗 10μF 陶瓷电容。

图2 平芯微 PW5410A 输入 2.7~5V 升压固定 5V/0.25A 典型应用电路

二、无电感升压3.3V 芯片： PW5410B

PW5410B 是 PW5410A 的 3.3V 输出版本，也是一款无电感电荷泵 DC/DC 。它的核心亮点是输入电压范围可低至 1.8V—— 两节干电池（ 1.5V×2=3V ）或一节接近放空的锂电（ 3.0V 以下）都能正常升压到 3.3V ，输出电流最大 250mA （ VIN=3V 时）。

PW5410B 同样采用 1.2MHz 恒频开关、软启动、短路保护、热关断，输入 / 输出仅需 2.2μF 陶瓷电容，飞跨电容 2.2μF 即可，整机 BOM 极其简单。典型应用包括：单节干电池 / 双节干电池升压 3.3V 为 MCU 、传感器、蓝牙模组供电；锂电池后备至 3.3V ；智能卡读卡器、有源 RFID 、低功耗 IoT 节点等。 SOT23-6 封装。

图3 平芯微 PW5410B 输入 1.8~5V 升压固定 3.3V/0.25A 典型应用电路

三、无电感升压 vs DC-DC 升压：优缺点全面对比

3.1 无电感升压（电荷泵 Charge Pump ）的优点

（1 ） BOM 简单、 PCB 面积小：无需电感、无需肖特基二极管，仅需 1 颗飞跨电容 +2 颗旁路电容，整机可做到极致小体积，特别适合 TWS 耳机、智能戒指、可穿戴、有源笔等空间受限的产品。

（2 ） EMI 噪声低：没有电感在开关切换瞬间产生的 di/dt 尖峰，辐射与传导 EMI 天然较低，对 RF 模组（蓝牙 /WiFi/2.4G ）干扰小，通过 EMC 认证更容易。

（3 ）静态电流低、成本低：芯片本身面积小、外围元件少，整体 BOM 成本比 DC-DC 方案低约 30%~50% 。

（4 ）无音频噪声：没有电感啸叫，适合助听器、录音笔、耳机等音频类产品。

3.2 无电感升压（电荷泵 Charge Pump ）的缺点

（1 ）输出电流小：受电荷泵原理限制，输出电流通常 ≤300mA ，大电流场合无法胜任。

（2 ）升压比固定：一般只能实现 2 倍或 1.5 倍升压，输入电压范围一旦偏离额定区间，效率会显著下降。

（3 ）效率相对偏低：典型效率 75%~85% ，低于同规格 DC-DC 方案的 85%~95% 。

（4 ）输出电压受输入电压制约：例如 PW5410A 要求 VIN≥2.7V 才能保证 5V 输出， PW4004 类似；输入电压太低时无法输出足够功率。

3.3 DC-DC 升压（ Boost + 电感 + 二极管）的优点

（1 ）输出电流大：主流方案可轻松做到 0.5A 、 1A 、 2A 甚至 3A 以上，覆盖蓝牙音箱、小家电、便携投影、共享设备等大电流场景。

（2 ）输入电压范围宽：可从 0.7V/1V 低压启动一直支持到 5V ，锂电池放电末段仍能稳定输出。

（3 ）效率高：轻载效率通常 85% 以上，重载可达 93%~95% ，对锂电池续航更友好。

（4 ）输出电压可调：通过 FB 反馈电阻分压，输出电压可从 3.3V 、 5V 一直调到 12V/24V/28V 以上，灵活性高。

3.4 DC-DC 升压的缺点

（1 ）需要电感：占用 PCB 面积、有啸叫风险、 EMI 较大，方案体积和成本均高于电荷泵。

（2 ）需要肖特基二极管（或同步整流）： BOM 元件多， Layout 要求高。

（3 ） EMI 设计难度高：对 layout 、电感磁屏蔽、输入输出滤波要求严格。

（4 ）待机静态电流略高（部分方案 μA~ 几十 μA ），对超低功耗节点不够友好。

3.5 一句话选型口诀

输出电流 ≤ 300mA 、追求极小体积、 EMI 敏感 → 优先选无电感电荷泵（ PW4004 / PW5410A / PW5410B ）；输出电流 ≥ 500mA 、需要长续航、宽输入范围 → 选 DC-DC 升压（ PW5100 / PW5300 / PW6276 ）。

四、DC-DC 升压芯片： PW5100 、 PW5300 、 PW6276

4.1 PW5100—— 锂电池升压 5V/0.5A 低静态电流 DC-DC

PW5100 是一款 PFM 控制、内置 0.15Ω 功率 MOS 的同步整流 Boost 升压转换器，输入电压范围 0.7V ～ 5V ，可从单节干电池、单节锂电启动，输出 5V 最大电流 500mA 左右。芯片静态电流仅约 20μA ，轻载效率高，特别适合玩具、 TWS 充电仓、蓝牙防丢器、传感器节点等长续航产品。 SOT23-6 封装，外围只需 1 颗电感 +1 颗输出电容 +1 颗输入电容。

图4 平芯微 PW5100 锂电池升压 5V/0.5A 典型应用电路

4.2 PW5300—— 锂电池升压 5V/1A DC-DC 升压 IC

PW5300 是 PWM 同步整流升压转换器，输入电压范围 2.5V ～ 5V ，输出电压可调（默认 5V ），最大输出电流可达 1A ，开关频率 1MHz ，效率 >90% 。芯片内置软启动、逐周期限流、过温保护、输入欠压锁存，适合蓝牙音箱、便携补光灯、 USB 移动电源辅助、小家电等中等电流的锂电池升压 5V 应用。 SOT23-6/DFN 封装可选。

图5 平芯微 PW5300 锂电池升压 5V/1A 典型应用电路

图6 平芯微 PW6276 锂电池升压 5V/2A~2.4A 典型应用电路

六、结语