兩節鎳氫電池升3.3V方案對比：PW5100通用型 vs PW5103真關斷型

ID:1045025 · 發表于 2026-6-8 10:07

兩節鎳氫電池升3.3V芯片方案：PW5100/PW5103選型與應用設計

在無線鼠標、血壓計、遙控器、電子溫度計等使用鎳氫電池供電的設備中，兩節鎳氫電池串聯的電壓范圍為2.0V~2.8V（標稱2.4V），這個電壓遠低于多數MCU、傳感器和通信模塊所需的3.3V工作電壓。如何將兩節鎳氫電池高效穩定地升壓到3.3V，是這類產品電源設計的關鍵問題。今天分享平芯微PW5100和PW5103兩款升壓芯片在鎳氫電池應用中的方案和選型建議。

兩節鎳氫電池的電壓特性

兩節鎳氫電池串聯時，電壓特性如下：

標稱電壓：2.4V（每節1.2V × 2）

充滿電壓：約2.8V~2.9V（每節1.4V~1.45V）

放電截止電壓：約1.8V~2.0V（每節0.9V~1.0V）

放電平臺電壓：大部分時間在2.0V~2.4V之間

可見兩節鎳氫電池在整個放電過程中，電壓始終低于3.3V，必須使用升壓DC-DC變換器才能給3.3V負載供電。同時，升壓芯片的啟動電壓需要低至1.8V以下（對應單節0.9V截止），才能充分利用電池的全部容量。

為什么PW5100/PW5103特別適合鎳氫電池升壓？

超低啟動電壓0.7V——兩節鎳氫電池虧電到1.8V（單節0.9V）時，PW5100/PW5103仍可正常啟動升壓，確保電池能量被充分利用，不會提前"浪費"電池容量。

超低靜態電流——鎳氫電池自放電率本身就較高（約20%/月），如果升壓芯片靜態電流過大，會進一步縮短設備待機時間。PW5100靜態電流僅10μA，PW5103低至8μA，待機功耗極低。

效率高達95%——鎳氫電池容量有限（AA型約2000~2500mAh），高效率升壓可以最大化電池續航時間。

外圍極簡——僅需1個電感 + 2個電容，共3顆外圍器件。對于遙控器、血壓計等小體積產品，極大簡化了PCB設計。

1.2MHz高頻工作——支持0603/0805/0420等小尺寸貼片電感，節省PCB面積。

兩節鎳氫電池典型應用

PW5100/PW5103在兩節鎳氫電池供電設備中的典型應用包括：無線鼠標和無線鍵盤（3.3V MCU供電）、電子血壓計（3.3V傳感器+MCU+LCD驅動）、遙控器和遙控玩具、電子溫度計和濕度計、防丟器和藍牙標簽、無線門鈴接收器、煙霧/氣體報警器、LED手電筒/臺燈、GPS追蹤器和IoT傳感器節點。

鎳氫電池 vs 干電池升壓方案對比

PW5100/PW5103同樣適用于1~3節堿性干電池升壓。鎳氫電池與干電池升壓方案的差異主要在于：

電壓范圍不同：鎳氫電池單節標稱1.2V，兩節2.4V；干電池單節1.5V，兩節3V。鎳氫電池滿電約2.8V，比干電池3.2V低。

可重復充電：鎳氫電池可充放電500~1000次，長期使用成本更低，更適合頻繁使用的設備。PW5100/PW5103的超低靜態電流對延長電池續航尤為重要。

自放電率：鎳氫電池自放電率高于堿性電池，因此升壓芯片的超低靜態電流（8~10μA）對長期存放的鎳氫電池設備更加重要。

PCB設計建議

1. SW引腳走線盡量短而寬，避免過孔

2. 輸出電容COUT（22μF）盡量靠近芯片VOUT引腳（Pin2）

3. 電感L1盡量靠近芯片SW引腳（Pin5）

4. 輸入電容CIN（10μF）靠近電池輸入端放置

總結對于兩節鎳氫電池升3.3V的應用，PW5100/PW5103是目前市面上外圍最簡、功耗最低、效率最高的升壓方案之一。0.7V超低啟動電壓確保電池能量充分利用，3顆外圍器件極簡設計，最高95%效率最大化續航時間。無論是遙控器、血壓計還是無線鼠標，PW5100/PW5103都是兩節鎳氫電池供電的首選升壓芯片。

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