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作為車電用二次電源而研發的同步整流降壓型DC/DC轉換器

車電裝置中 二次電源的優點

BD9S系列 -其1-

Keyword
  • 二次電源
  • 輸入耐壓
  • 車電用
  • 降壓比

BD9S系列是為了實現車電裝置的節能化和小型化而研發的,具有與LDO同等的元件數量和安裝面積,可顯著提高效率和供電功率。
針對其關鍵要點,我們採訪了ROHM的應用工程師原田 莊一(Shoichi Harada)先生。

-我們想瞭解一下BD9S系列的概況,首先請您介紹一下“車電用二次電源”的意思。

首先是“車電用”,該系列產品符合AEC-Q100標準,該標準近年來已成為車電用IC的重要業界標準。產品的額定工作溫度範圍為-40℃~+125℃,也滿足車電級要求。
此外,在生產製程、品質管制以及供應方面,也均基於ROHM的車電規格進行,因而標明為“車電用”。當然,也可以用於車電領域以外的領域。

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之所以稱之為“二次(secondary)”,是因為其設計前提是將透過其他穩壓器降壓後的電壓作為輸入來使用的,不是將車電電池作為直接輸入使用。也許會有很多種叫法,但關鍵是指從電池開始數的第二段之後的電源。具體後續可以介紹。

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-輸出電壓的規格是什麼?

BD9S系列是同步整流式的降壓型DC/DC轉換器,切換頻率為2.25MHz。
晶片中盡可能地內建了積體化電路和元件,當然內建有輸出電晶體,結構是頂部為Pch、底部為Nch。輸出電壓固定為1.2V、1.5V、1.8V這幾種。
針對各個輸出電壓,輸出電流有2A和3A兩種,因為1.2V產品中新增了1A輸出的機型,所以目前全部機型為7種。另外還在研發中的輸出可變型產品也將加入產品系列。

-輸入電壓的規格是什麼?

BD9S系列的輸入電壓範圍為2.69~5.5V。這與開頭提到的“二次”直接相關。車電用電子裝置中多以5V或3.3V為主電源,乘用車則通常是由12V電池直接轉換為5V或3.3V。
姑且不論是否將從電池電壓的轉換稱為“一次”,由於該第一段的DC/DC轉換器將波動較大的12V電池輸出作為輸入電源,因而通常使用能承受40V左右輸入耐壓的產品。

對此,BD9S系列的輸入電壓範圍為2.69~5.5V,目的是作為將第一段轉換的5V和3.3V轉換為1.2V、1.5V、1.8V等更低電壓的第二段DC/DC轉換器來使用。

-也許有點離題了,為什麼需要設定成二段呢?
我覺得從電池電壓應該可以直接產生1.2V類的低電壓吧。

當然可以,但是有幾個缺點。
如剛才談到的,如果將DC/DC轉換器直接連接到電池,12V電池就需要40V左右的輸入耐壓。也就是說,需要高耐壓的電源IC,還需要相應的外接元件,尺寸與成本的增加是不可避免的。
另外,從技術層面來看,當降壓比高時,有可能帶來控制與發熱方面的限制。基於這些原因,5V以下主電源的電壓,很多情況下透過二次電源從5V降壓更具優勢。

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-接下來請教一下輸出電壓相關的問題。
設定的1V左右的低輸出電壓是設想向怎樣的裝置供電的?

作為固定輸出設定的1.2V、1.5V、1.8V支援低電壓驅動的微控制器和DDR記憶體的電源。另外,1A~3A的輸出電流大致是這些裝置所需的值。
此外,現在還在研發中的輸出電壓可變型產品也將新增到產品系列中,適用範圍將會進一步擴大。

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