BD9876AEFJ：高效靈活的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器

在電子設(shè)備的電源設(shè)計里，一款高效且性能穩(wěn)定的開關(guān)穩(wěn)壓器至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討ROHM公司推出的BD9876AEFJ，一款內(nèi)置FET的單芯片降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器。

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一、產(chǎn)品概述

BD9876AEFJ主要用作二次側(cè)電源，能從12V、24V等固定電源降壓輸出1.2V、1.8V、3.3V、5V等電壓。它通過300kHz的頻率操作實現(xiàn)外部線圈和電容的小型化，內(nèi)部Nch - FET SW具備45V的耐壓換向能力，并且采用電流模式控制實現(xiàn)高速負載響應(yīng)，外部設(shè)置相補償系統(tǒng)簡單，能通過廣泛的外部常數(shù)輕松打造緊湊的電源。

二、產(chǎn)品特性

2.1 內(nèi)部參數(shù)

• 內(nèi)部Nch MOSFET：內(nèi)阻為200mΩ。
• 輸出電流：最大可達3A。
• 振蕩頻率：固定為300kHz，同時可與200kHz - 500kHz的外部時鐘同步。
• 反饋電壓：1.0V ± 1.0%。

  2.2 保護功能

• 內(nèi)部軟啟動功能：防止啟動時的沖擊電流。
• 內(nèi)部過流保護電路：保護FET免受過大電流的損害。
• 低輸入誤差預(yù)防電路：防止電源電壓變化時的內(nèi)部電路誤差。
• 熱保護電路：當(dāng)結(jié)溫超過150℃時，關(guān)閉所有輸出FET和DC/DC比較器輸出，溫度下降后自動恢復(fù)。

  2.3 控制與封裝

• ON/OFF控制：通過EN引腳控制，待機電流典型值為0A。
• 封裝形式：采用HTSOP - J8封裝，尺寸為4.90mm x 6.00mm x 1.00mm。

三、關(guān)鍵規(guī)格

四、引腳配置與功能

4.1 引腳配置

4.2 各引腳功能

• SYNC引腳：可將穩(wěn)壓器與外部系統(tǒng)時鐘同步，同步頻率范圍為200kHz - 500kHz。同步時，LX的上升沿將在SYNC輸入脈沖3次計數(shù)后與SYNC引腳信號的下降沿同步；移除外部時鐘后，設(shè)備將在7微秒后進入自運行模式。
• EN引腳：通過施加2.0V及以上電壓開啟IC，開路或施加0V電壓關(guān)閉IC，引腳內(nèi)部包含約550kΩ的下拉電阻。

五、內(nèi)部模塊功能

5.1 參考模塊

產(chǎn)生誤差放大器的標(biāo)準(zhǔn)電壓，標(biāo)準(zhǔn)電壓為1.0V。

5.2 REG模塊

作為柵極驅(qū)動電壓發(fā)生器和5V低飽和穩(wěn)壓器，為內(nèi)部電路供電。

5.3 OSC模塊

精確的波形振蕩電路，自運行模式下工作頻率固定為300kHz。

5.4 軟啟動模塊

對DC/DC比較器的輸出電壓進行軟啟動，防止啟動時的沖擊電流。軟啟動時間在IC內(nèi)部設(shè)置，從EN引腳啟動10ms后，標(biāo)準(zhǔn)電壓達到1.0V，輸出電壓達到設(shè)定值。

5.5 誤差放大器（ERROR AMP）

檢測輸出信號并輸出PWM控制信號，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電壓設(shè)定為1.0V。

5.6 ICOMP模塊

電壓 - 脈沖寬度轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸入電壓控制輸出電壓。

5.7 Nch FET SW模塊

內(nèi)部換向開關(guān)，轉(zhuǎn)換DC/DC比較器的線圈電流，包含45V耐壓、200mΩ的開關(guān)。

5.8 UVLO模塊

低電壓誤差預(yù)防電路，監(jiān)測VCC引腳電壓和內(nèi)部REG電壓，當(dāng)VCC電壓降至6.4V及以下時，關(guān)閉所有輸出FET和DC/DC比較器輸出，并重置軟啟動電路。

5.9 TSD模塊

熱保護電路，當(dāng)檢測到結(jié)溫超過150℃時，關(guān)閉所有輸出FET和DC/DC比較器輸出，溫度下降后自動恢復(fù)。

六、電氣特性

6.1 電路電流

• 待機電流（VEN = 0V）：典型值為0μA，最大值為10μA。
• 電路電流（FB = 1.2V）：典型值為1mA，最大值為2mA。

  6.2 欠壓鎖定（UVLO）

• 檢測電壓：最小值為6.1V，典型值為6.4V，最大值為6.7V。
• 滯后寬度：典型值為200mV，最大值為300mV。

  6.3 振蕩器

• 振蕩頻率：最小值為270kHz，典型值為300kHz，最大值為330kHz。
• 最大占空比：最小值為85%，典型值為91%，最大值為97%。

  6.4 誤差放大器

• FB閾值電壓：最小值為0.990V，典型值為1.000V，最大值為1.010V。
• 輸入偏置電流：最小值為 - 1.0μA，典型值為0μA，最大值為1.0μA。
• 誤差放大器直流增益：最小值為700V/V，典型值為7000V/V，最大值為70000V/V。
• 跨導(dǎo)：最小值為110μA/V，典型值為220μA/V，最大值為440μA/V。
• 軟啟動時間：最小值為7ms，典型值為10ms，最大值為13ms。

  6.5 電流檢測放大器

  VC到開關(guān)電流跨導(dǎo)：最小值為5A/V，典型值為10A/V，最大值為20A/V。

  6.6 輸出

• Lx NMOS導(dǎo)通電阻：典型值為200mΩ，最大值為340mΩ。
• Lx預(yù)充電NMOS導(dǎo)通電阻：典型值為10Ω，最大值為17Ω。

  6.7 過流檢測電流

  典型值為3.5A，最大值為6A。

  6.8 CTL

• EN引腳控制電壓（ON）：最小值為2V，最大值為VCC。
• EN引腳控制電壓（OFF）：最小值為 - 0.3V，最大值為0.8V。
• EN引腳輸入電流（VEN = 3V）：最小值為2.7μA，典型值為5.5μA，最大值為11μA。

  6.9 SYNC

• SYNC引腳控制電壓（High）：最小值為2.0V，最大值為5.5V。
• SYNC引腳控制電壓（Low）：最小值為 - 0.3V，最大值為0.8V。
• SYNC引腳輸入電流（VSYNC = 3V）：最小值為6μA，典型值為12μA，最大值為24μA。
• SYNC下降沿到LX上升沿延遲：最小值為200ns，典型值為400ns，最大值為600ns。

七、應(yīng)用與設(shè)計注意事項

7.1 應(yīng)用領(lǐng)域

適用于一般具有12V/24V線路的家用機器等。

7.2 設(shè)計注意事項

• 同步功能：若不使用同步功能，建議將SYNC引腳接地。
• 軟啟動：軟啟動時間在自運行模式下為10ms，使用同步時受SYNC引腳輸入脈沖頻率限制。
• 過流保護（OCP）：檢測到兩次OCP后，設(shè)備將停止并在13ms后重啟。在軟啟動時，OCP參考電壓會根據(jù)斜率變化，限制OCP閾值為規(guī)格值的一半（典型值3A）。
• 元件選擇
  • 電感：推薦選擇滿足電流額定值、低DCR的屏蔽型電感，設(shè)計時可將電感紋波電流設(shè)定為最大輸入電流的20% - 50%。
  • 輸出電容：建議使用低ESR的陶瓷電容，考慮DC偏置特性，確保最大額定值相對于輸出電壓有足夠的余量。
  • 輸出電壓設(shè)置：通過電阻R1和R2設(shè)置輸出電壓，公式為(V_{0}=frac{(R 1 + R 2)}{R 2} × 1.0[ V])。
  • 自舉電容：在BST引腳和Lx引腳之間連接0.01μF的疊層陶瓷電容。
  • 肖特基二極管：選擇滿足應(yīng)用最大輸入電壓和最大電流額定值的二極管，建議Vf盡可能小，并靠近引腳放置。
• 布局設(shè)計
  • VCC引腳應(yīng)使用低ESR陶瓷旁路電容接地，盡量減小旁路電容連接、VCC引腳和續(xù)流二極管陽極形成的環(huán)路面積。
  • GND引腳應(yīng)直接連接到IC下方的散熱墊，散熱墊通過多個過孔連接到內(nèi)部PCB接地平面。
  • LX引腳應(yīng)連接到續(xù)流二極管的陰極和輸出電感，續(xù)流二極管和輸出電感應(yīng)靠近LX引腳，減小PCB導(dǎo)體面積以防止過多的電容耦合。

八、總結(jié)

BD9876AEFJ是一款性能出色的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器，具有高效、靈活、保護功能完善等特點。在實際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇元件、優(yōu)化布局設(shè)計，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。同時，要嚴格遵循操作注意事項，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行。大家在使用BD9876AEFJ的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特經(jīng)驗?zāi)兀繗g迎在評論區(qū)分享交流。