设计DC/DC电源需要掌握的十大金律

概要

DC电源，direct current，即直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。 直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。

 

简介

DC电源即直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。

直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。

 

单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流，而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似，单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流，而借助于直流电源，就可以利用非静电作用（简称为“非静电力”）使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处，以维持两个电极之间的电位差，从而形成稳恒的电流。因此，直流电源是一种能量转换装置，它把其他形式的能量转换为电能供给电路，以维持电流的稳恒流动。

 

在设计DC/DC电源时，我们必须掌握这十大金律，轻松搞定DC/DC电源转换电路设计：

• 搞懂什么是DC/DC电源以及DC/DC转换电路分类；
• 最简单的稳压管电路设计方案；
• 基准电压源芯片稳压电路；
• 串联型稳压电源的电路认识；
• 线性(模拟)集成稳压电路常用设计方案；
• DC/DC转换开关型稳压电路设计方案；
• 非隔离式DCDC开关转换集成电路芯片电路设计方案；
• 隔离的DC/DC开关电源模块电路设计方案；
• DCDC开关集成电源模块方案；
• DCDC电源转换方案的选择注意事项；

在目前市场上，有许许多多的DC/DC转换芯片，各有千秋，今日ROHM君为你推荐一款业界最高降压比的DC/DC转换器IC“BD9V100MUF-C”。

 

BD9V100MUF-C是内置MOSFET的同步整流式降压DC/DC转换器IC。产品搭载了利用超高速脉冲控制电路和高耐压BiCDMOS工艺技术优势等开发而成的超高速脉冲控制技术“Nano Pulse Control®”，从而实现了电源IC领域全球最小*的开关导通时间9ns，以及24：1的业界最高降压比。

 

在2MHz工作条件下，可将高达60V的高输入电压降至车载ECU用的5V或3.3V（最小2.5V）的低电压。在轻度混合动力汽车的48V电源系统等中，可使现有的两步降压变为一步降压。DC/DC转换器仅需一个电路即可，因此不仅可使元器件数量减半，还有助于电源系统的简化。

 

首先来看作为电源IC的基本特点和规格。输入电压范围为16V～60V，输出范围为0.8V～5.5V、1A max。开关频率专门为车载应用设计，采用不影响AM广播频段（最大1.84MHz）的1.9MHz～2.3MHz频段。决定降压比的最小开关导通时间为9ns typ、20ns max。这是BD9V100MUF-C最重要的亮点。如右图所示，现有产品并未达到这个水平。 

 

 

 

 

除软启动外，还具备各种保护功能，应用电路采用支持高电压、且标准的同步整流式电路。还内置功率MOSFET，所以可以极大地节省设计时间与精力。

 

 

 

 

作为支持车载应用的产品，满足AEC-Q100（Grade 1）标准，封装也采用可润湿侧翼。关于可润湿侧翼，将另外进行详细介绍。

 

下面是特点和推荐工作条件：

BD9V100MUF-C　特点

• 2.1MHz工作，可直接从60V转换为3.3V
• 满足AEC-Q100标准（Grade 1）
• 最小开关导通时间 20ns(max)
• 同步整流方式
• 软启动功能
• 电流模式控制
• 过电流保护功能
• 防止输入低电压误动作功能
• 防止输入过电压误动作功能
• 温度保护功能
• 内置输出过电压保护功能
• 负载短路保护功能
• 可润湿侧翼QFN封装

推荐工作条件

• 工作电源电压：16V～60V
• 工作环境温度：-40～+125℃
• 输出电压：0.8V～5.5V
• 最小开关导通时间：9ns typ，20ns max
• 输出电流：0～1A
• 开关频率：1.9MHz min，2.1MHz typ，2.3MHz max
• 输入电容器容值：1.2 µF min（推荐陶瓷电容器）
• 开关频率设置电阻值：6.9kΩ、7.5kΩ、8.1 kΩ（分别对应开关频率的min、typ、max）

编辑：hfy