ROHM BD9B300MUV同步降压转换器评估板应用解析

在电子设计领域，电源管理是至关重要的一环。ROHM的BD9B300MUV同步降压DC/DC转换器评估板为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估和应用该转换器。下面我们就来详细了解一下这个评估板的相关内容。

文件下载：BD9B300MUV-EVK-101.pdf

评估板概述

基本功能

该评估板专为评估ROHM的BD9B300MUV同步降压DC/DC转换器而开发。它能接受2.7 - 5.5V的电源输入，输出稳定的3.3V电压，最大输出电流可达3A。

内部特性

IC内部集成了35mΩ的高端P沟道MOSFET和35mΩ的低端N沟道MOSFET。同步频率可通过FREQ引脚设置，连接到VIN时为1MHz，连接到地时为2MHz。同时，它具备固定软启动电路，可防止启动时的浪涌电流，还有欠压锁定（UVLO）和热关断（TSD）保护电路。EN引脚可实现IC的简单开关控制，降低待机电流消耗；MODE引脚允许用户选择固定频率PWM模式或启用Deep - SLLM控制，并且能在这两种模式之间自动切换。

应用场景

此评估板适用于多种场景，如DSP、FPGA、微处理器等的降压电源，还可用于笔记本电脑、平板电脑、服务器、液晶电视、存储设备、打印机、办公自动化设备、娱乐设备以及分布式电源和二次电源等。

评估板参数与规格

工作极限与绝对最大额定值

参数	符号	单位	最小值	典型值	最大值
电源电压	VCC	V	2.7	-	5.5
输出电压	VOUT	V	-	3.3	-
输出电流	IOUT	A	-	-	3

评估板硬件

评估板外观与原理图

评估板的设计直观，通过原理图可以清晰看到各个元件的连接关系。原理图中展示了输入（VIN、Enable、FREQ和MODE）和输出（VOUT）的连接方式。

跳线设置

评估板上的跳线设置对IC的工作模式和频率有重要影响：

• J1：2 - 1位置启用U1，2 - 3位置禁用U1；2 - 1位置设置U1的开关频率为1.0MHz。
• J2：2 - 3位置设置U1的开关频率为2.0MHz；2 - 1位置设置U1的工作模式为固定频率PWM模式。
• J3：2 - 3位置设置U1的工作模式在Deep - SLLM控制和固定频率PWM模式之间自动切换。

评估板操作流程

连接电源

1. 将电源的GND端子连接到评估板上的GND测试点TP3。
2. 将电源的VCC端子连接到评估板上的VIN测试点TP2，注意VCC应在2.7V至5.5V范围内。

设置模式与频率

1. 通过设置J3的跳线位置来设置IC的工作模式。若Pin2连接到Pin1，IC U1的MODE引脚被拉高，工作在固定频率PWM模式；否则，MODE引脚被拉低，工作在Deep - SLLM控制和固定频率PWM模式自动切换模式。
2. 通过设置J2的跳线位置来设置IC的开关频率。若Pin2连接到Pin1，IC U1的Frequency引脚被拉高，开关频率为1.0MHz；否则，Frequency引脚被拉低，开关频率为2.0MHz。

检查跳线与连接负载

1. 检查J1的跳线是否处于ON位置（Pin2连接到Pin1，IC U1的EN引脚被拉高）。
2. 将电子负载连接到TP4和TP5，但不要开启负载。

开启电源与负载

1. 开启电源，此时可在测试点TP4测量到输出电压VOUT（+3.3V）。
2. 开启负载，负载电流最大可增加到3A。

参考应用数据

评估板提供了丰富的参考应用数据，包括热插拔测试、静态电流、效率、负载响应和输出电压纹波响应等方面的测试结果。不同的FREQ和MODE设置下，各项性能表现有所不同。例如，在不同的频率和模式组合下，热插拔测试中的电流和电压变化、电路电流与电源电压的特性、电力转换率、负载响应特性以及输出电压纹波响应特性都有差异。这些数据为工程师在实际应用中选择合适的工作模式和频率提供了重要参考。

评估板布局指南

电流环路设计

在降压DC/DC转换器中，有两个大脉冲电流环路。第一个环路是高端FET导通时的电流路径，从输入电容CIN开始，经过FET、电感L和输出电容COUT，再通过COUT的GND回到CIN的GND；第二个环路是低端FET导通时的电流路径，从低端FET开始，经过电感L和输出电容COUT，再通过COUT的GND回到低端FET的GND。为了降低噪声、提高效率，应将这两个环路的布线尽可能粗且短，并将输入和输出电容直接连接到GND平面。

PCB布局要点

• 输入电容应尽可能靠近IC的PVIN端子，并与IC在同一平面。
• 若PCB上有未使用的区域，可为GND节点提供铜箔平面，以辅助IC和周围元件的散热。
• 像SW这样的开关节点容易受到噪声影响，应将线圈图案布线尽可能粗且短。
• 连接到FB的线路应远离SW节点。
• 输出电容应远离输入电容，以避免输入谐波噪声的影响。

功率耗散考虑

在设计PCB布局和外围电路时，必须充分考虑功率耗散，确保其在允许的耗散曲线范围内。不同的PCB层数和散热铜箔面积会影响热阻（θJA），从而影响功率耗散能力。

应用电路元件计算与选择

电感选择

电感的电感值对输出纹波电流有显著影响。根据公式(Delta I{L}=frac{(V{IN}-V{OUT}) × V{OUT}}{L × V{IN} × f})（其中f为开关频率，L为电感值，(Delta I{L})为电感电流纹波），电感值和开关频率越大，纹波电流越小。作为最低要求，电感的直流电流额定值应等于最大负载电流加上电感电流纹波的一半，即(I{LPEAK }=I{OUTMAX }+frac{Delta I_{L}}{2})。

评估板物料清单（BOM）

评估板的物料清单详细列出了各个元件的型号、数量和制造商，为工程师进行元件采购和电路搭建提供了明确的指导。

在实际的电子设计中，ROHM的BD9B300MUV评估板为我们提供了一个可靠的电源管理解决方案。通过合理设置工作模式和频率，优化PCB布局以及正确选择元件，我们可以充分发挥该转换器的性能，满足不同应用场景的需求。大家在使用过程中有没有遇到过类似评估板的实际问题呢？欢迎在评论区分享交流。