原创 锂电池转干电池芯片技术演进：SM5103方案的多场景适配实践

——高集成电源管理芯片在可持续能源替代中的价值探索

今天以海川半导体SM5103来展开阐述一下锂转干芯片目前的产品性能、产品应用、产品应用领域以及探讨一下该类芯片的技术趋势与产业协同等方面。

一、技术背景：锂电池替代干电池的核心挑战

在消费电子与IoT设备小型化趋势下，传统干电池的续航瓶颈与环境污染问题日益凸显。锂电池凭借高能量密度与可循环特性成为理想替代方案，但其3.7V输出电压与干电池1.5V标准的差异，催生了电压转换芯片的技术需求。此类芯片需实现高压差升降压、超低静态功耗、多协议兼容等核心功能，同时满足工业级可靠性与消费级成本控制。

二、SM5103方案的核心技术解析

1. 多协议兼容的充放电架构设计

宽电压输入与动态调节：支持28V充电端耐压，通过外置ISET电阻灵活配置充电电流（最高1A），适配多种快充协议；

异口充放电管理：采用Type-C接口实现充电端与放电端物理隔离，兼容A to C/C to C线缆类型，规避传统同口设计的反向漏电风险。

2. 高效能量转换与功耗控制

同步降压与负载能力：基于1MHz开关频率同步降压技术，实现3A持续输出电流能力，支持高功耗设备瞬时工作需求；

超低待机功耗：空载自耗电6μA，有效延长低功耗设备的电池待机时长。

3. 全场景安全防护机制

多重保护策略：集成过流保护（打嗝模式自恢复）、过温保护（动态降额机制）、欠压保护（1.1V软关断），提升系统可靠性；

智能模式切换：根据输入/电池电压阈值自动切换充放电状态，减少人工干预场景下的误操作风险。

SM5103典型应用电路图▲

三、SM5103锂电池转干电池芯片应用

锂电池转干电池芯片可代替传统干电池,以SM5103为例，主要为7号可充电电池/5号可充电电池/1号可充电电池等提供锂电池转干电池解决方案。

四、典型应用场景与设计优化

1. 消费电子领域

智能家居传感器：采用DFN3x3-10封装适配AA电池仓空间限制，支持无线通信模组的稳定供电；

便携医疗设备：1.5V恒压输出特性满足精密仪器对电源稳定性的要求。

2. 工业与应急设备

消防报警终端：支持多节电池串联场景下的均衡控制，适配工业设备EMC标准；

户外监测装置：集成防反接与浪涌保护功能，兼容宽温环境运行需求。

3. 环保政策驱动场景

可循环能源替代：通过锂电池复用减少干电池废弃，符合电子设备环保设计趋势；

共享经济设备：支持快速充电与长循环寿命特性，降低高频次使用场景的维护成本。

五、SM5103锂电池转干电池典型应用领域

家用小电器

遥控器/电动玩具/剃须刀/美容仪/照相机等,利用锂电池的高容量和可充电特性,避免频繁更换干电池的麻烦。

智能穿戴与无线设备

无线键鼠/智能手表等,低功耗设计延长续航,同时支持充电功能,减少电子垃圾。

应急照明与便携设备

手电筒/露营灯等,锂电池转干电池的高能量密度和循环寿命提供更可靠的电力支持。

医疗与工业仪器

便携式医疗设备(如血糖仪/血压计)/无线传感器/手持检测仪器等,满足对稳定性和安全性的高要求。

六、技术趋势与产业协同

当前SM5103类锂电池转干电池芯片的技术迭代呈现以下特征：

1）协议兼容性拓展：支持主流快充协议的灵活适配；

2）封装工艺升级：通过高密度集成缩小方案体积，适配微型化设备需求；

3）安全机制强化：硬件级保护电路与智能管理算法的深度融合。

SM5103类高集成电源管理芯片，通过宽电压输入、智能模式切换与多重保护设计，解决了锂电池与传统设备兼容性难题。在碳中和目标驱动下，此类技术将持续推动消费电子、工业设备等领域的能源结构优化，为可持续能源替代提供可落地的技术路径。

本文SM5103参数内容转自海川半导体官网，如需最新技术文档，可登陆海川半导体官网获取。