ROHM BD9G101G降壓開關穩壓器評估板使用指南

在電子設計領域，開關穩壓器是電源管理的關鍵組件。ROHM的BD9G101G降壓開關穩壓器憑借其出色的性能和豐富的功能，在工業和汽車等領域得到了廣泛應用。今天，我們就來詳細了解一下ROHM為BD9G101G開發的評估板。

文件下載：BD9G101G-EVK-101.pdf

1. 評估板概述

1.1 評估板用途

該評估板專為評估BD9G101G非同步降壓DC/DC轉換器而設計，此轉換器集成了45V/800mΩ功率MOSFET。它具有寬輸入（6V至42V）和輸出（1V至VCC x 0.7V）電壓范圍，開關頻率為1.5MHz。同時，還內置了多種保護功能，如軟啟動電路、欠壓鎖定（UVLO）、熱關斷（TSD）和過流保護（OCP）等。此外，EN引腳可實現簡單的ON/OFF控制，降低待機電流消耗。

1.2 應用場景

• 工業分布式電源系統：為工業設備提供穩定的電源。
• 汽車和電池供電設備：滿足汽車電子和電池供電設備對電源的需求。

2. 評估板的工作限制和絕對最大額定值

注：(*1)受最大占空比、導通電阻和BST - UVLO限制；(*2)受最小導通脈沖典型值100nsec限制；(*3)受最大占空比、導通電阻和BST - UVLO限制。

3. 評估板操作步驟

3.1 連接GND

將GND連接到評估板的GND引腳。

3.2 連接VCC

將VCC連接到VCC引腳。需要注意的是，EN引腳默認拉高，要使IC工作，需將EN設置為LOW。

3.3 測量輸出

可以從評估板的VOUT引腳測量輸出電壓，通過在VOUT處連接合適的負載來測量輸出電流。同時要注意，熱插拔可能會損壞IC，因此在移除或連接BD9G101G評估板之前，務必先關閉系統電源。

4. 參考應用數據

評估板提供了效率、頻率響應和負載特性等方面的參考應用數據，通過相關圖表可以直觀地了解BD9G101G在不同輸入電壓和輸出電流條件下的啟動特性、負載響應、開關紋波以及頻率響應等情況。例如，在不同的輸入電壓（如8V、12V、42V）和輸出電流（0mA、500mA）組合下，觀察輸出電壓和電流的變化情況，有助于我們更好地評估該穩壓器的性能。

5. 應用組件選擇方法

5.1 電感

建議選擇具有低直流電阻（DCR）且滿足電流額定值（峰值電流Ipeak）的屏蔽型電感。電感值對電感紋波電流有顯著影響，可通過增加電感值L和/或開關頻率來減小紋波電流。對于BD9G101G，推薦在4.7μH至15μH范圍內選擇電感，如TOKO DE4518C系列和TAIYO YUDEN NR4018系列。

5.2 輸入電容

為了降低輸入紋波電壓，應在VCC引腳附近連接低等效串聯電阻（ESR）的陶瓷電容。對于BD9G101G，建議電容值小于4.7μF。如果使用電解電容，需并聯一個1μF的陶瓷電容以防止振蕩。

5.3 輸出電容

為了降低輸出紋波，推薦使用低ESR的陶瓷電容。除了考慮直流偏置特性外，還需為絕對最大額定輸出電壓留出足夠的余量。對于BD9G101G，建議使用10μF以上的陶瓷電容。

5.4 輸出電壓設置

內部誤差放大器的參考電壓為0.75V，輸出電壓由公式 (V{0}=frac{(R 1+R 2)}{R 2} × 0.75[ V]) 確定。同時，為了防止在低功率和輕負載時BSTUVLO動作，輸出電阻R1 + R2需滿足 (R 1+R 2 leq V{out } × 10^{3}) 。例如，5V輸出電壓時，可設置 (R 1=3.9 k Omega) ， (R 2=0.68 k Omega) ；12V輸出電壓時，可設置 (R 1=7.5 k Omega) ， (R 2=0.51 k Omega) 。

5.5 前饋電容Csp

建議將前饋電容Csp與輸出電阻R1并聯。前饋電容通過在環路特性中添加一對極點和零點來調整環路特性，提高相位裕度和瞬態響應速度。Csp的值可參考公式 (C s p=frac{4.7 k}{R 1} × 0.15 quad[u F]) 。例如，5V輸出電壓時， (R 1=3.9 k Omega) ， (R 2=0.68 k Omega) ，Csp可選擇0.1μF或0.22μF；12V輸出電壓時， (R 1=7.5 k Omega) ， (R 2=0.51 k Omega) ，Csp可選擇0.1μF。

5.6 自舉電容

為防止自舉引腳內部電路故障，需在BST和Lx引腳之間連接一個 (CBS =15000 pF) 的陶瓷電容。

5.7 二極管

選擇滿足耐壓和額定電流要求的肖特基勢壘二極管。

6. 評估板布局指南

布局是良好電源設計的關鍵要素。VCC引腳應通過具有B介質的低ESR陶瓷旁路電容接地，并盡量減小旁路電容連接、VCC引腳和續流二極管陽極形成的環路面積。由于Lx連接是開關節點，續流二極管和輸出電感應靠近Lx引腳，同時盡量減小PCB導體面積，以防止過多的電容耦合。此外，GND區域不應直接連接到電源GND或大電流開關路徑。

7. 評估板物料清單（BOM）

8. 修訂歷史

通過以上對ROHM BD9G101G評估板的詳細介紹，相信大家對該穩壓器及其評估板有了更深入的了解。在實際設計中，我們可以根據具體需求選擇合適的組件和布局，以實現最佳的電源性能。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區交流分享。