两节镍氢电池升3.3V芯片国产替代方案——平芯微PW5100/PW5103

两节镍氢电池升3.3V芯片方案：PW5100/PW5103选型与应用设计

在无线鼠标、血压计、遥控器、电子温度计等使用镍氢电池供电的设备中，两节镍氢电池串联的电压范围为2.0V~2.8V（标称2.4V），这个电压远低于多数MCU、传感器和通信模块所需的3.3V工作电压。如何将两节镍氢电池高效稳定地升压到3.3V，是这类产品电源设计的关键问题。今天分享平芯微PW5100和PW5103两款升压芯片在镍氢电池应用中的方案和选型建议。

两节镍氢电池的电压特性

两节镍氢电池串联时，电压特性如下：

标称电压：2.4V（每节1.2V × 2）

充满电压：约2.8V~2.9V（每节1.4V~1.45V）

放电截止电压：约1.8V~2.0V（每节0.9V~1.0V）

放电平台电压：大部分时间在2.0V~2.4V之间

可见两节镍氢电池在整个放电过程中，电压始终低于3.3V，必须使用升压DC-DC变换器才能给3.3V负载供电。同时，升压芯片的启动电压需要低至1.8V以下（对应单节0.9V截止），才能充分利用电池的全部容量。

为什么PW5100/PW5103特别适合镍氢电池升压？

超低启动电压0.7V——两节镍氢电池亏电到1.8V（单节0.9V）时，PW5100/PW5103仍可正常启动升压，确保电池能量被充分利用，不会提前"浪费"电池容量。

超低静态电流——镍氢电池自放电率本身就较高（约20%/月），如果升压芯片静态电流过大，会进一步缩短设备待机时间。PW5100静态电流仅10μA，PW5103低至8μA，待机功耗极低。

效率高达95%——镍氢电池容量有限（AA型约2000~2500mAh），高效率升压可以最大化电池续航时间。

外围极简——仅需1个电感 + 2个电容，共3颗外围器件。对于遥控器、血压计等小体积产品，极大简化了PCB设计。

1.2MHz高频工作——支持0603/0805/0420等小尺寸贴片电感，节省PCB面积。

两节镍氢电池典型应用

PW5100/PW5103在两节镍氢电池供电设备中的典型应用包括：无线鼠标和无线键盘（3.3V MCU供电）、电子血压计（3.3V传感器+MCU+LCD驱动）、遥控器和遥控玩具、电子温度计和湿度计、防丢器和蓝牙标签、无线门铃接收器、烟雾/气体报警器、LED手电筒/台灯、GPS追踪器和IoT传感器节点。

镍氢电池 vs 干电池升压方案对比

PW5100/PW5103同样适用于1~3节碱性干电池升压。镍氢电池与干电池升压方案的差异主要在于：

电压范围不同：镍氢电池单节标称1.2V，两节2.4V；干电池单节1.5V，两节3V。镍氢电池满电约2.8V，比干电池3.2V低。

可重复充电：镍氢电池可充放电500~1000次，长期使用成本更低，更适合频繁使用的设备。PW5100/PW5103的超低静态电流对延长电池续航尤为重要。

自放电率：镍氢电池自放电率高于碱性电池，因此升压芯片的超低静态电流（8~10μA）对长期存放的镍氢电池设备更加重要。

PCB设计建议

1. SW引脚走线尽量短而宽，避免过孔

2. 输出电容COUT（22μF）尽量靠近芯片VOUT引脚（Pin2）

3. 电感L1尽量靠近芯片SW引脚（Pin5）

4. 输入电容CIN（10μF）靠近电池输入端放置

总结

对于两节镍氢电池升3.3V的应用，PW5100/PW5103是目前市面上外围最简、功耗最低、效率最高的升压方案之一。0.7V超低启动电压确保电池能量充分利用，3颗外围器件极简设计，最高95%效率最大化续航时间。无论是遥控器、血压计还是无线鼠标，PW5100/PW5103都是两节镍氢电池供电的首选升压芯片。