双节锂电池充电管理IC，芯片分为升压、降压、升降压三类

林百万666

双节锂电池充电IC — 平芯微充电管理芯片产品系列
技术概述
两节串联锂电池（2S）因其标称电压 7.4V、满电电压 8.4V、工作电压范围 6V\~8.4V 的特性，广泛应用
于蓝牙音箱、便携式电动工具、无人机、矿灯、手持终端、移动电源等需要较高工作电压的便携式设备。针
对两节串联锂电池的充电管理需求，平芯微（PWChip）推出了覆盖升压、降压、升降压三种拓扑架构的完
整充电 IC 产品线，输入电压范围从 USB 5V 到 DC 30V，充电电流从 0.5A 到 2.4A，为不同应用场景提供
灵活高效的充电解决方案。
充电管理基本原理
两节串联锂电池的充电管理遵循标准的 CC-CV（恒流-恒压）三段式充电流程，充电目标电压为 8.4V（即
每节 4.2V）。充电过程分为以下三个阶段：当电池电压低于涓流阈值（约 6V 以下）时，充电器以约 1/10
设定电流进行涓流预充，避免对深度放电的电池造成损伤；当电池电压回升至涓流阈值以上后，进入恒流快
充阶段，以设定的最大充电电流对电池进行快速补能；当电池电压接近 8.4V 时，芯片自动切换至恒压模
式，充电电流逐渐递减，直至电流降至终止阈值（通常为设定电流的 1/10）后结束充电。
充电管理芯片分类与选型
平芯微双节锂电池充电 IC 按拓扑架构可分为三大类，用户可根据输入电源类型、充电电流需求、效率和温
升要求进行灵活选型。
| 芯片型号 | 充电类型 | 输入电压 | 充电电流 | 效率 | 封装 | 适用场景
PW4584A | 升压（Boost） | 3.6V\~6.0V | 0.5A\~1A | \~88% | SOP8-EP | USB 5V 输入，中小电流充电
| |
PW4253 | 同步升压（Sync Boost） | 4.5V\~5.8V | 1.1A\~2A | \~94% | SOP8-EP | USB 5V 输入，大电
流低温升 | |
PW4000 | 升降压（Boost-Buck） | 4.2V\~20V | 1A\~2.4A | \~93% | QFN15 | USB 快充 PD/QC，宽压
输入 | |
PW4084 | 降压（Buck） | 10V\~15V | 1A\~2A | \~92% | SOP8-EP | 12V 适配器供电 | | PW4203 | 降压
（Buck） | 4.5V\~22V | 1A\~2A | — | SOP8-EP | 宽压适配器，单/双节兼容 | | PW4242 | 降压（Buck）
| 12V\~30V | 1A\~2A | \~85% | SOP10 | 24V 工业电源供电 |
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PW4584A — USB 5V 升压 8.4V 充电管理芯片（0.5A\~1A）
PW4584A 是一颗 USB 5V 输入的异步升压型 8.4V 充电管理芯片，内置功率 MOSFET，仅需外接一颗肖
特基二极管（SS54）和少量阻容即可构成完整的两节串联锂电池充电方案。该芯片广泛应用于便携式充电
设备、移动电源、手持设备等。
**核心参数**
| 参数项 | 典型值/范围 | 说明 | |--------|------------|------| | 输入电压 | 5V | 标准 USB-C 口 5V 输入 | | 输
入耐压 | 高达 30V | 有效防止快充头误输出高压 | | 输入过压保护 | 6.1V（典型） | 超过此电压自动关断 | |
充电电压 | 8.4V（充满） | 两节串联锂电池设计 | | 充电电流 | 0.5A\~1A | 通过 RICHG 电阻设定 | | 转换效
率 | \~88% | — | | LED 指示 | 双灯 | 充电中/充满状态指示 |
**典型应用电路**
PW4584A 支持增加双 LED 指示灯电路，通过外部 PW2302 MOSFET 实现充电中红灯亮、充满后绿灯亮
的状态显示。
PW4253 — USB 5V 同步升压 8.4V 充电管理芯片（1.1A\~2A）
PW4253 是平芯微推出的高性能同步升压型双节锂电池充电管理芯片。相比 PW4584A，PW4253 内置同
步整流 MOSFET，无需外部肖特基二极管，转换效率高达 94%，温升显著降低（表面温度仅 34°C），外
围元件最少（仅 28 个焊点），特别适合对效率和散热有高要求的紧凑型设计。
**核心参数**
| 参数项 | 典型值/范围 | 说明 | |--------|------------|------| | 输入电压 | 4.5V\~5.8V | 标准 USB 5V 输入 |
| 输入耐压 | 18V | 防止快充头误输出高压 | | 输入过压保护 | 6V（典型） | 超过此电压自动关断 | | 充电电压
| 8.4V（充满） | 两节串联锂电池 | | 充电电流 | 1.1A\~2A | 通过 RADJ 电阻设定 | | 转换效率 | \~94% | 同
类方案最高 | | LED 指示 | 单灯 | 充电亮/充满灭 |
**充电电流设定**
PW4253 通过 RADJ 引脚外接电阻设定最大充电电流，具体对应关系如下：RADJ 悬空时 IBAT 约 1.14A、
IIN 最大约 2A；RADJ=8.25kΩ 时 IBAT 约 1.5A、IIN 最大约 2.7A；RADJ=5.49kΩ 时 IBAT 约 1.69A、
IIN 最大约 3A；RADJ=3.57kΩ 时 IBAT 可达 2A、IIN 最大约 3.6A。
**PCB Layout 设计要点**
PW4253 的 PCB 布局需重点关注以下几点：C3 输出电容和 CBAT 电池端电容必须靠近 IC 对应引脚放置；
SW 节点铜面积需适中（不能过大产生 EMI，不能过小影响电流传导）；功率地（USB 地、CIN 地、
C3/CBAT 地、IC 底部焊盘地、电池端地）面积要尽量宽；过孔设置方面，1A 充电至少 3 个过孔，2A 充
电需 4 个以上过孔。
PW4000 — USB 快充 4.2V\~20V 升降压 8.4V 充电管理芯片
（1A\~2.4A）
PW4000 是一款支持 USB 快充输入的升降压型多节串联锂电池充电管理芯片，采用 QFN15 封装。该芯片
特别针对 PD/QC 快充场景优化：搭配 PW6606 协议芯片可实现 5V\~12V 快充电压诱骗输入，以更高功
率快速充电。
**核心参数**
| 参数项 | 典型值/范围 | 说明 | |--------|------------|------| | 输入电压 | 4.2V\~20V | USB 快充 PD/QC 供
电 | | 输入耐压 | 24V | — | | 充电电压 | 8.4V（可调） | 可支持 1S\~4S 配置 | | 充电电流 | 1A\~2.4A | 通
过 RCS 和 RISET 设定 | | 转换效率 | \~93% | — | | LED 指示 | 双灯 | 充电中/充满状态指示 |
**典型应用电路**
**搭配 PW6606 快充协议芯片的完整方案**
PW4000 搭配 PW6606 快充协议芯片，可从 USB PD/QC 充电器诱骗 9V 或 12V 输入电压，以 5V3A 或
12V1.5A 功率为两节串联锂电池充电，最大充电电流可达 2.2A。
PW4000 的 PCB 设计需关注：BAT GND 和 VIN GND 通过 RCS 电流检测电阻连接，两者不能直接短接；
RISET2/RISET1 电阻采用差分线走线并靠近 RCS 电阻放置；COUT 放置靠近 BAT 引脚，CIN/CF1 放置靠
近 VIN 引脚，接地端靠近 PGND。
PW4084 — 10V\~15V 降压 8.4V 充电管理芯片（1A\~2A）
PW4084 是一款专为 10V\~15V 输入电压场景设计的降压型两节串联锂电池充电管理芯片，采用 SOP8-
EP 封装，特别适合 12V 适配器供电的应用。内置同步整流功率 MOSFET，开关频率高，配合 2.2μH 电感
即可实现高效充电。
**核心参数**
| 参数项 | 典型值/范围 | 说明 | |--------|------------|------| | 输入电压 | 10V\~15V | 12V 适配器供电 | | 输
入耐压 | 25V | — | | 输入过压保护 | 15V | 超压自动关闭充电 | | 充电电压 | 8.4V | 两节串联锂电池 | | 充电
电流 | 1A\~2A | 通过 RPROG 设定 | | 转换效率 | \~92% | — | | LED 指示 | 单灯/双灯 | 可配置 |
**典型应用电路**
**PCB Layout 设计要点**
PW4084 的 PCB 设计重点包括：R4 和 CIN 靠近 VIN 引脚放置；CPD 电容靠近 PD 引脚放置；SW 节点
铜面积最小化（同时满足电流传导需求）；CBAT 靠近 RPROG 电阻放置并保证宽 PCB 走线；功率地充分
铺铜并通过 IC 底部散热焊盘增强散热。
PW4203 — 4.5V\~22V 宽压降压 8.4V 充电管理芯片
（1A\~2A）
PW4203 是一款宽输入电压的降压型多节锂电池充电管理芯片，输入范围覆盖 4.5V\~22V，最大耐压
25V。该芯片最大的特点是同时支持两节串联（8.4V）和单节（4.2V）电池充电模式，通过 VSET 引脚切
换，设计灵活性极高。充电电流可达 2A，支持 NTC 温度监测和单灯 LED 状态指示。
**典型应用电路**
PW4242 — 12V\~30V 宽压降压 8.4V 充电管理芯片
（1A\~2A）
PW4242 专为 12V\~24V 工业电源或车载电源场景设计，输入电压范围 12V\~30V，最大耐压 33V，是
输入电压最高的双节锂电池充电方案。采用降压型拓扑，充电电流可达 2A，支持双灯 LED 充电状态指
示。需要注意的是，当输入电压高于 20V 时，建议增加 R6/R7 缓冲电阻以吸收上电和掉电产生的瞬间浪涌
电压。
**典型应用电路**
充放电保护 — PW7120 双节锂电池保护芯片
两节串联锂电池的充电管理电路需要搭配独立的电池保护电路使用，以防止过充电、过放电、过电流和短路
等异常情况对电池造成不可逆损伤。平芯微 PW7120 是一款专为两节可充电锂电池设计的 CMOS 保护电
路，采用 SOT23-6 封装，集成高精度过充/过放电压检测、过电流充放电保护和电池短路保护，支持 0V 电
池充电功能，外围仅需少量阻容和功率 MOSFET。
充电 + 保护综合解决方案
在实际产品中，充电管理电路与电池保护电路通常协同工作。充电管理芯片负责将外部电源电压转换并控制
充电电流，保护芯片负责监控电池状态并在异常条件下切断回路。两者配合使用，构成完整的两节锂电池充
放电管理系统。
**方案一：PW7120 + PW4584A/PW4253（USB 5V 升压充电）**
适用于 USB 5V 供电场景。PW4584A 适合 1A 及以下充电电流需求，PW4253 适合 1.1A\~2A 大电流需
求且对温升敏感的应用，两者任选其一搭配 PW7120 保护板即可构成完整方案。
**方案二：PW7120 + PW4084（DC 10V\~15V 降压充电）**
适用于 12V 适配器供电场景，充电电流可达 2A，PW4084 降压效率高、温升低，搭配 PW7120 保护板使
用。
选型指南
| 应用需求 | 推荐型号 | 推荐理由 | |----------|----------|----------| | USB 5V 输入，≤1A，成本优先 |
PW4584A | 外围简洁，成本低 | | USB 5V 输入，1A\~2A，追求最高效率与最低温升 | PW4253 | 效率
94%，温度最低，焊点最少 | | USB 快充 PD/QC 输入，大电流 2A+ | PW4000 + PW6606 | 升降压架构，
5V\~12V 全兼容 | | 12V 适配器供电，1A\~2A | PW4084 | 降压型效率高，外围简单 | | 宽电压输入
（5V\~22V），单/双节兼容 | PW4203 | 灵活切换 1S/2S 模式 | | 24V 工业/车载电源 | PW4242 | 最高耐
压 33V，覆盖 24V 场景 | | 电池充放电保护 | PW7120 | 专用 2S 保护，SOT23-6 小封装 |
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应用领域
两节串联锂电池充电方案广泛应用于以下场景：便携式蓝牙音箱与智能音响、电动工具（电动螺丝刀、热熔
胶枪等）、无人机与航模飞行器、矿灯与户外照明设备、手持式 PDA 与工业终端、移动电源与充电宝、
GPS 定位追踪器、便携式医疗仪器以及各类 DIY 电子项目。

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真是好資料，非常感謝