ROHM降壓開關穩(wěn)壓器評估板：BD9328EFJ/BD9329AEFJ的設計與應用

在電子設計領域，開關穩(wěn)壓器是實現(xiàn)高效電源轉換的關鍵組件。ROHM的BD9328EFJ和BD9329AEFJ降壓開關穩(wěn)壓器，憑借其出色的性能和特性，為分布式電源系統(tǒng)等應用提供了可靠的解決方案。本文將詳細介紹這兩款穩(wěn)壓器評估板的相關信息，包括其特點、操作步驟、布局指南以及組件選擇等內容。

文件下載：BD9328EFJ_EVK.pdf

一、評估板概述

ROHM為評估BD9328EFJ和BD9329AEFJ降壓開關穩(wěn)壓器開發(fā)了評估板。該評估板可接受4.2 - 18V的寬電源輸入，能產生3.3V或由外部電阻定義的降壓輸出。IC集成了兩個低電阻N溝道MOSFET，固定同步頻率為380kHz。同時具備軟啟動電路、UVLO（低壓錯誤預防電路）和TSD（熱關斷檢測）保護電路，EN引腳可實現(xiàn)IC的簡單開關控制，以降低待機電流消耗。

應用場景

• 分布式電源系統(tǒng)：為多個負載提供穩(wěn)定的電源。
• 線性穩(wěn)壓器的預調節(jié)器：優(yōu)化線性穩(wěn)壓器的輸入電源。

二、評估板參數

1. 供電電壓

• BD9328EFJ：最小4.2V，典型12V，最大18V。
• BD9329AEFJ：最小4.2V，典型12V，最大18V。

2. 輸出電壓和電流

• BD9328EFJ：輸出電壓3.3V，最大輸出電流2A。
• BD9329AEFJ：輸出電壓3.3V，最大輸出電流3A。

三、評估板操作步驟

1. 連接GND：將評估板的GND引腳連接到接地端。
2. 連接Vin：將Vin連接到+12V_Vin引腳，為IC的Vin引腳提供電源。注意，當SW1為高電平時（白色箭頭指示），EN引腳被拉高。
3. 測量輸出功率：在連接負載的情況下，可從評估板的+3.3V_Vout引腳測量輸出功率。

四、參考圖表與應用數據

評估板提供了BD9328EFJ和BD9329AEFJ的負載特性、瞬態(tài)響應和效率等參考圖表。這些圖表有助于工程師了解穩(wěn)壓器在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，例如在不同輸入電壓、輸出電流和負載變化時的輸出紋波電壓、瞬態(tài)響應時間等。

五、評估板布局指南

1. 最大電壓條件下的散熱考慮

對于在最大電壓條件（最大20V）下工作的應用，在電路板布局時需要額外考慮散熱問題。提供的評估板是2層板，僅用于評估目的。在最大條件下，IC的內部熱關斷檢測電路可能會啟動，輸出將被禁用，直到結溫下降。

2. 推薦的PCB選項

• 4層PCB：使用帶有內部GND平面并連接到IC GND引腳的4層PCB，以提高散熱性能。
• 2層PCB + 散熱片：在IC封裝上附加散熱片的2層PCB。
• 2層PCB + 銅平面：使用帶有大于1oz銅平面并連接到IC的2層PCB。

六、應用組件選擇

1. 輸出LC濾波器常數選擇

輸出LC濾波器用于為輸出負載提供恒定電流。電感值越大，電感紋波電流和輸出紋波電壓越小，但負載瞬態(tài)響應速度較慢，物理尺寸較大，飽和電流較低，串聯(lián)電阻較高；電感值越小則相反。選擇電感紋波電流為平均電感電流（相當于輸出負載電流）的20% - 40%是一個較好的折衷方案。同時，電感的飽和電流應高于最大輸出電流加上電感紋波電流的一半。輸出電容會影響輸出紋波電壓，應選擇較大的電容以滿足應用對紋波電壓的要求。

2. 環(huán)路補償

• 選擇補償電容CCMP和電阻RcMP：電流模式降壓轉換器具有2極點和1零點系統(tǒng)，選擇合適的補償電阻和電容對于良好的負載瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性至關重要。補償電阻RcMP決定了交叉頻率Fces，較高的交叉頻率可實現(xiàn)良好的響應速度，但穩(wěn)定性較差；較低的交叉頻率則穩(wěn)定性好但響應速度慢。通常選擇開關頻率的1/10作為交叉頻率在大多數應用中表現(xiàn)良好。
• 選擇相位補償電阻Rcmp：根據公式計算補償電阻RcMP的值。
• 選擇相位補償電容CCMP：通過插入相位超前補償來消除輸出電容和電阻負載引起的相位延遲。通過設置Fz = FcRs / 6來估算補償電容CCMP的值。
• 環(huán)路補償穩(wěn)定性條件：為確保DC/DC轉換器的穩(wěn)定性，需要檢查環(huán)路補償是否具有足夠的相位裕度。在增益為0dB時，相位延遲必須小于150度。前饋電容CRup可在有限頻率范圍內提高相位裕度，有時用于改善環(huán)路響應。

3. 反饋電阻常數設計

根據公式設置反饋電阻，以實現(xiàn)所需的輸出電壓。

七、評估板物料清單（BOM）

文檔提供了評估板的物料清單，包括各個組件的型號、供應商等信息，方便工程師進行采購和設計。

在實際設計中，工程師需要根據具體的應用需求和性能要求，綜合考慮上述各項因素，合理選擇組件和進行電路板布局，以確保ROHM的BD9328EFJ和BD9329AEFJ降壓開關穩(wěn)壓器能夠在系統(tǒng)中穩(wěn)定、高效地工作。你在使用這些穩(wěn)壓器進行設計時，是否遇到過類似的組件選擇和布局問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。