BD9V100MUF-C:以2MHz实现业界最高降压比的DC/DC转换器IC
ROHM开发出以2MHz开关频率实现业界最高降压比的DC/DC转换器IC“BD9V100MUF-C”,并已于2017年6月开始出售样品,于2017年12月投入量产。
从2016年的CEATEC起,BD9V100MUF-C就开始亮相展示会等诸多场合,并由工程师进行技术演示,对产品开发进行宣传。由于本产品的问世受到了高度关注,Tech Web很快就在TECH INFO的“来自工程师的声音”栏目以“可从48V直接降压到3.3V的DC/DC转换器IC”为题,发布了“Part 1:能从48V直接降压到3.3V吗?”和“Part 2:简化48V混合动力系统的电源,降低损耗”两篇报道。
在本文中将介绍正式发布的BD9V100MUF-C的规格和特点。此前的报道中提到的基本功能和特点基本上没有改变,不过当时的规格和标准值还属于暂定阶段,最终还是略有变更的。技术规格书的初版现已正式发布,如欲了解详细内容,还请参阅技术规格书。
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。

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*1:9ns 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*2:1.2 µF min
・开关频率设置电阻值*3:
6.9kΩ、7.5kΩ、8.1 kΩ
*1:输出电流0.5A时的值。未全数进行出货检査。
*2:推荐陶瓷电容器。
*3:对应开关频率的min、typ、max。
步进电机微步细分驱动的精密定位振动源于细分电流波形谐波畸变:电流采样失调、PWM死区非线性与反电动势干扰使阶梯正弦拟合产生低次谐波及纹波,破坏旋转磁场圆度,引发低速周期性转矩脉动与终点微振。通过高精度采样校准、PI闭环优化及混合衰减匹配,可提升电流正弦度并抑制谐波含量,实现电气平滑与机械定位稳定的统一。
开关二极管的载流子存储时间从导通延迟与截止拖尾两个维度约束脉冲电路时序:正向导通时少数载流子积累需耗时,压缩窄脉冲有效宽度并引发多通道相位失准;反向关断时存储电荷复合消散滞后,导致下降沿拖尾、脉冲混叠与占空比漂移。该效应在高速PWM与同步采样电路中构成显性时序瓶颈,需通过超快恢复器件选型、限流匹配与泄放回路加以抑制。
TVS二极管寄生电容对高速信号的制约源于PN结势垒电容对陡峭边沿的充放电延迟:传统大功率器件因结面积大、电容达百pF级,导致上升沿钝化、阻抗失配及高频衰减;低电容TVS通过缩减结面积将电容降至pF级以消除信号畸变,但瞬态浪涌耐受能力相应下降。需基于信号速率与干扰等级分层选型,辅以阻抗匹配与布局优化,实现纳秒级防护与信号完整性的协同。
低功耗物联网节点的LDO选型需在静态功耗、瞬态响应与输入电压间权衡:纳安级静态功耗需牺牲环路带宽以降低偏置电流,但会恶化脉冲负载下的电压跌落;宽输入电压范围要求功率管采用耐压结构,静态功耗相应增加;高瞬态响应依赖大偏置电流维持高增益带宽积。场景化分层选型可匹配三者制衡关系。
车载OBC的AC/DC前级需同时满足高功率因数与85V~265V宽输入适配:Boost PFC低压区电流畸变显著,Buck-Boost全域可调但导通损耗高,图腾柱PFC凭借双向调制与低寄生导通损耗实现全电压区间高功率因数与高效率的统一,但需应对车载复杂电磁环境下的高频控制稳定性挑战。
.png)
