PW5012锂电池/5V升压12V/1.5A异步DC-DC升压芯片关键词22mΩ低内阻功率MOS、2.7V12V宽输入、3V13V可调输出、SOP8-EP封装把3.7V锂电池、7.4V两串锂电或USB 5V提升到稳定的12V/1A~1.5A是便携设备中常见的供电转换需求。实现这一转换升压芯片需要在输入电压范围、输出功率能力和转换效率三方面达到均衡。平芯微半导体PWChip推出的PW5012正是面向这一需求设计的异步升压转换器。PW5012内部集成22mΩ低内阻功率MOS输入电压覆盖2.7V12V输出电压通过FB脚分压电阻在3V13V之间设定。典型工况下3.7V输入升压至12V可输出1A效率约88%7.2V输入升压至12V可输出1.5A效率可达93%。芯片采用SOP8-EP底部带焊盘封装散热条件较好适合1.5A级别的大功率升压方案。一、PW5012产品概述PW5012 是一款集成22mΩ功率开关管的高功率异步升压转换器Asynchronous Boost Converter。其开关频率为360kHz重载时以PWM模式工作以保证输出精度轻载时自动切换到PFM模式从而降低静态功耗、提升轻载效率。在保护功能方面PW5012支持可编程软启动、逐周期峰值电流限制、18V输出过压保护以及过温关断保护。软启动通过SEM脚外接CSS电容实现可防止上电瞬间出现大电流冲击逐周期限流则根据外部设置限制开关峰值电流提升系统可靠性。二、PW5012主要特点最高转换效率可达95%7.2V→12V/1.5A时效率93%恒压输出范围3V~13V由FB脚R1/R2分压电阻设定内置18V输出过压保护OVP关断电流仅1μA静态功耗较低PWM/PFM双模式自动切换兼顾重载效率和轻载功耗可编程软启动通过SEM脚外接电容实现SOP8-EP封装底部带散热焊盘PCB散热表现较好三、典型应用场景PW5012 适用于以下产品和场景充电宝多协议输出蓝牙音箱12V供电便携投影、便携补光设备行车记录仪后备电源便携医疗、便携仪器仪表锂电池/USB供电的便携设备四、典型应用电路锂电池/5V升压12V/1.5A图1平芯微PW5012锂电池/5V升压12V/1.5A典型应用电路图2PW5012参考PCB布局电路设计要点输入与输出电容选择VIN ≤ 5V时输入电容CIN建议采用22μF22μF陶瓷电容组合VOUT ≤ 9V时输出电容COUT建议采用22μF22μF陶瓷电容组合。若VIN 8V如7.4V两串锂电CIN建议采用10μF陶瓷电容并联100μF电解电容VOUT为9V或12V时COUT建议采用22μF陶瓷电容并联220μF电解电容。环路补偿参数COMP脚外接RC/CC/CP组成补偿网络典型参数为RC56kΩ、CC3.3nF、CP47pF。实际参数需根据输出电流、电感值和输出电容重新计算。交叉频率fC建议设定在10kHz左右并满足fC 1/10 fSW且fC 1/5 fRHPZ的条件。续流二极管D1建议选择快恢复、低正向压降的肖特基二极管如SS54、SK54、SS36。输出电流较大时可采用两颗并联方式降低导通损耗。二极管反向击穿电压应高于最大输出电压12V输出建议选用40V以上反压规格。电感选型电感L1推荐3.3μH可满足大多数应用需求。选型时饱和电流应大于芯片工作条件下的最大峰值电流DCR和高频ESR越低整体效率越高。电感应紧靠SW脚放置功率回路面积尽量缩小。使能与开关脚EN脚高电平时芯片工作内部接800kΩ下拉电阻不建议施加超过7V的电压。SW脚走线应短而粗铺铜面积尽量小电感L1紧靠SW脚摆放。五、应用指南5.1欠压/过压/过温保护PW5012内置三重保护机制。VIN和VCC均具有欠压锁定UVLO功能输入电压低于阈值时芯片关断输出电压高于18V时芯片停止工作待电压恢复后重新启动结温超过150℃时启动过温关断降至130℃后恢复。这些保护功能可提升芯片在电池深放、短路、异常输出等情况下的可靠性。5.2电感选型与EMI抑制电感是影响升压电路稳态、瞬态、环路和效率的关键器件。除饱和电流和DCR外高频ESR也会影响整体效率。电感布局上应尽量靠近SW脚缩短功率回路。为抑制EMI辐射可在SW端增加RC串联到地网络典型值为R1Ω、C3.3nF采用1206封装。5.3输出电容降低输出纹波需要足够的输出电容但容量过大会拖慢系统响应并增加成本。推荐采用低ESR组合1μF // 10μF // 10μF // 470μF。需要注意的是电容在额定电压下容量会明显衰减因此额定电压应留出余量12V输出建议选用25V/35V电解电容或16V陶瓷电容。5.4输入电容当输入电源稳定且靠近芯片时即使不加输入滤波电容电路也能工作。但若电源距离芯片较远建议在DC-DC输入端就近放置≥4.7μF滤波电容以减小输入线阻抗引起的噪声。VIN ≤ 5V时推荐22μF22μF陶瓷组合VIN 8V时推荐10μF陶瓷并联100μF电解。5.5肖特基二极管续流二极管应选择快恢复、低正向压降的肖特基二极管。其平均电流和峰值电流必须超过输出平均电流和电感峰值电流反向击穿电压应大于最大输出电压。12V输出场景下建议选用40V以上反压的肖特基二极管。5.6COMP环路补偿COMP脚为内部误差放大器输出外接RC/CC/CP网络进行环路补偿。典型参数为RC56kΩ、CC3.3nF、CP47pF当CP 10pF时可悬空处理。补偿参数设置不合理会导致重载提前失稳并影响效率需根据实际负载和LC参数进行调试。六、PCB布局关键要点图3PW5012PCB布局示意良好的PCB布局对升压转换器的性能和稳定性影响较大主要注意以下几点SW布线短而宽避免过多过孔L1、D1与引脚4相连的功率回路铺铜面积尽量小电感紧靠引脚4放置。COUT输出电容紧靠D1肖特基二极管放置。CIN输入电容紧靠电感器放置。CIN地、COUT地和芯片底部焊盘地三个地回路走线要粗、距离要短。R1、R2反馈电阻紧靠FB脚摆放远离SW铺铜区避免开关噪声耦合到反馈信号。图4PW5012引脚分布图5PW5012封装尺寸以上参数基于典型应用条件实际设计需结合具体负载、电感和PCB布局进行验证。