ROHM开发出电源IC“BD9V100MUF-C”

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ROHM开发出2MHz工作、业界最高降压比、60V输入2.5V输出的电源IC“BD9V100MUF-C”.
全球知名半导体制造商ROHM面向轻度混合动力汽车等48V电源驱动的车载系统，开发出汽车要求的2MHz工作(开关)条件下业界最高降压比的内置MOSFET降压型DC/DC转换器*1)“BD9V100MUF-C”。
　　“BD9V100MUF-C”搭载凝聚了ROHM的“电路设计”“布局”“工艺”三大尖端模拟技术优势而诞生的超高速脉冲控制技术“Nano Pulse Control”，2MHz工作时高达60V的高电压输入可输出达2.5V的低电压(业界最高降压比24比1)。这不仅可使外围元器件小型化，同时，以往只能用2个以上电源IC组成的高低电压转换结构，如今仅需“1个电源IC”即可，因此可一举实现应用的小型化与系统的简化。

　　本产品已于2017年7月开始出售样品(样品价格1000日元/个，不含税)，预计将于2017年12月开始暂以月产10万个的规模投入量产。前期工序的生产基地为ROHM滨松株式会社(日本滨松市)，后期工序的生产基地为ROHM Electronics Philippines, Inc. (菲律宾)。
　　ROHM计划在今年内开发出搭载“Nano Pulse Control”的工业设备用电源IC，继续为工业设备的小型化、系统简化贡献力量。
　　<背景>
　　近年来，在对节能和环保性能要求越来越高的汽车领域，搭载48V电源系统(与以往的12V电源系统相比燃油经济性改善效果更好，与全混合动力汽车相比成本性能更佳)的轻度混合动力汽车备受瞩目。
　　然而，车载系统必须保持2MHz工作，而能够从48V直接降压到驱动ECU(Electronic Control Unit)所需的3.3V或5V的电源IC并不存在，需要制造12V等中间电压，进行2步降压。
　　为满足新市场对电源IC的需求，ROHM充分利用模拟设计技术和电源系统工艺技术优势及垂直统合型生产体制，开发出超高速脉冲控制技术“Nano Pulse Control”，实现了“电源系统的单芯片化”。

　　<特点详情>
　　新产品“BD9V100MUF-C”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”，实现了电源IC的世界最小※开关导通时间9ns(开关导通时间是电源IC的控制脉冲宽度，N是10的负9次幂)，从而实现了业界最高降压比。

　　※截至2017年8月29日罗姆调查数据
　　这样，可始终保持不影响AM广播频段(1.84MHz Max.)的2MHz工作，同时高达60V的高输入电压可输出驱动ECU的5V和3.3V(最小2.5V)低电压。

　　轻度混合动力汽车的48V电源系统等从高电压转为低电压的电压转换结构仅用“1个电源IC”即可，元器件数量减半，不仅可实现应用的小型化和系统的简化，同时通过高频工作，还可实现外置元器件(线圈)的小型化。
　　<关于Nano Pulse Control>
　　Nano Pulse Control是在ROHM的垂直统合型生产体制下，凝聚“电路设计”“布局”“工艺”三大尖端模拟技术优势而实现的超高速脉冲控制技术。非常有助于轻度混合动力汽车、工业机器人、基站的辅助电源等用48V电源系统驱动的应用的小型化和系统的简化。
　　<产品规格其他数据>

　　<术语解说>
　　*1) DC/DC转换器
　　电源IC的一种，将直流(DC)电压转换为直流电压。一般存在降压(使电压下降)和升压(使电压上升)。

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ROHM独创的最尖端电源技术Nano Pulse Control

Nano Pulse Control是凝聚ROHM的“电路设计”、“布局”、“工艺”三大尖端模拟技术优势而实现的超高速脉冲控制技术。是有助于轻度混合动力汽车、工业机器人、基站的辅助电源等48V级电源系统的简化、以及相关应用的小型化的最尖端电源技术。

新产品“BD9V100MUF-C”搭载了融合超高速脉冲控制电路、优化的图案布局、高耐压BiCDMOS工艺技术优势开发而成的Nano Pulse Control技术。利用Nano Pulse Control技术，使该产品实现电源IC领域的世界最小*开关导通时间9ns（typ）及稳定的控制，从而实现了高达2.3MHz的高速开关和业界最高的24：1降压比。

Nano Pulse Control带来的优势

1) 以往的两步降压现在一步即可完成，使电源电路的安装面积可缩减50%以上

BD9V100MUF-C的最小导通时间仅为9ns（typ）、20ns（max）。该最小导通时间因利用Nano Pulse Control技术而非常稳定，比如在2MHz的开关频率下，可将高达60V的电压直接降至低达2.5V的低电压。下面的波形图是开关频率2.1MHz、输入电压60V、输出电压3.3V条件下的实测波形。该条件下的导通时间为2.1MHz-1×（3.3V÷60V）≒26.2ns。最重要的是，希望您注意到这个时间的短脉冲非常整齐而稳定。当然，输出也是非常稳定降低的电压。

由于以往的高耐压降压DC/DC转换器IC大多数都不能达到这个级别的控制，所以从60V、48V等高电压的降压一般采用两步法，比如先从60V降至12V，再从12V降至3.3V或2.5V。当然，只要降低开关频率即可应对这个问题，但在车载应用中，为了避免干涉到AM广播，一般要求将开关电源的开关频率设置在2MHz以上。

两步降压变为一步降压的好处是显而易见的，电源电路从两个电路变为一个电路，单单是电源电路的安装面积就减少了一半。

2) 开关频率更高，从而可使用小型的外置元器件，使安装面积缩减约60%

如前所述，BD9V100MUF-C可在诸如2MHz的开关频率下，将60V或48V高电压降至3.3V或2.5V的低电压。开关电源所需的外置元器件–电感和电容器，在开关频率变高时，所需的电感和电容量会减少。这就意味着还可以同时减小元器件的尺寸，所以说通过提高开关频率可缩减电路的安装面积。

下图为开关频率为300kHz和2MHz时的比较示例。安装面积从6mm2降至2.4mm2，减少了约60%。

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支持车载应用，以2MHz实现业界最高降压比的同步整流式降压DC/DC转换器IC

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。

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