BD9876AEFJ：高效灵活的降压型开关稳压器

在电子设备的电源设计里，一款高效且性能稳定的开关稳压器至关重要。今天，我们就来深入探讨ROHM公司推出的BD9876AEFJ，一款内置FET的单芯片降压型开关稳压器。

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一、产品概述

BD9876AEFJ主要用作二次侧电源，能从12V、24V等固定电源降压输出1.2V、1.8V、3.3V、5V等电压。它通过300kHz的频率操作实现外部线圈和电容的小型化，内部Nch - FET SW具备45V的耐压换向能力，并且采用电流模式控制实现高速负载响应，外部设置相补偿系统简单，能通过广泛的外部常数轻松打造紧凑的电源。

二、产品特性

2.1 内部参数

• 内部Nch MOSFET：内阻为200mΩ。
• 输出电流：最大可达3A。
• 振荡频率：固定为300kHz，同时可与200kHz - 500kHz的外部时钟同步。
• 反馈电压：1.0V ± 1.0%。

  2.2 保护功能

• 内部软启动功能：防止启动时的冲击电流。
• 内部过流保护电路：保护FET免受过大电流的损害。
• 低输入误差预防电路：防止电源电压变化时的内部电路误差。
• 热保护电路：当结温超过150℃时，关闭所有输出FET和DC/DC比较器输出，温度下降后自动恢复。

  2.3 控制与封装

• ON/OFF控制：通过EN引脚控制，待机电流典型值为0A。
• 封装形式：采用HTSOP - J8封装，尺寸为4.90mm x 6.00mm x 1.00mm。

三、关键规格

参数	详情
输入电压	7V - 42V
参考精度（Ta = 25℃）	±1.0%
最大输出电流	3A（Max.）
工作温度	-40℃ - 105℃
最大结温	-55℃ - 150℃

四、引脚配置与功能

4.1 引脚配置

引脚编号	引脚名称	描述
1	Lx	电感连接端
2	GND	接地引脚
3	VC	误差放大器输出
4	FB	跨导误差放大器的反相节点
5	SYNC	外部信号输入引脚，用于与外部信号同步
6	EN	待机ON/OFF引脚
7	BST	高端FET驱动器的电压供应引脚
8	VCC	电压输入引脚
Thermal Pad	用于增强散热，必须连接到GND

4.2 各引脚功能

• SYNC引脚：可将稳压器与外部系统时钟同步，同步频率范围为200kHz - 500kHz。同步时，LX的上升沿将在SYNC输入脉冲3次计数后与SYNC引脚信号的下降沿同步；移除外部时钟后，设备将在7微秒后进入自运行模式。
• EN引脚：通过施加2.0V及以上电压开启IC，开路或施加0V电压关闭IC，引脚内部包含约550kΩ的下拉电阻。

五、内部模块功能

5.1 参考模块

产生误差放大器的标准电压，标准电压为1.0V。

5.2 REG模块

作为栅极驱动电压发生器和5V低饱和稳压器，为内部电路供电。

5.3 OSC模块

精确的波形振荡电路，自运行模式下工作频率固定为300kHz。

5.4 软启动模块

对DC/DC比较器的输出电压进行软启动，防止启动时的冲击电流。软启动时间在IC内部设置，从EN引脚启动10ms后，标准电压达到1.0V，输出电压达到设定值。

5.5 误差放大器（ERROR AMP）

检测输出信号并输出PWM控制信号，内部标准电压设定为1.0V。

5.6 ICOMP模块

电压 - 脉冲宽度转换器，根据输入电压控制输出电压。

5.7 Nch FET SW模块

内部换向开关，转换DC/DC比较器的线圈电流，包含45V耐压、200mΩ的开关。

5.8 UVLO模块

低电压误差预防电路，监测VCC引脚电压和内部REG电压，当VCC电压降至6.4V及以下时，关闭所有输出FET和DC/DC比较器输出，并重置软启动电路。

5.9 TSD模块

热保护电路，当检测到结温超过150℃时，关闭所有输出FET和DC/DC比较器输出，温度下降后自动恢复。

六、电气特性

6.1 电路电流

• 待机电流（VEN = 0V）：典型值为0µA，最大值为10µA。
• 电路电流（FB = 1.2V）：典型值为1mA，最大值为2mA。

  6.2 欠压锁定（UVLO）

• 检测电压：最小值为6.1V，典型值为6.4V，最大值为6.7V。
• 滞后宽度：典型值为200mV，最大值为300mV。

  6.3 振荡器

• 振荡频率：最小值为270kHz，典型值为300kHz，最大值为330kHz。
• 最大占空比：最小值为85%，典型值为91%，最大值为97%。

  6.4 误差放大器

• FB阈值电压：最小值为0.990V，典型值为1.000V，最大值为1.010V。
• 输入偏置电流：最小值为 - 1.0µA，典型值为0µA，最大值为1.0µA。
• 误差放大器直流增益：最小值为700V/V，典型值为7000V/V，最大值为70000V/V。
• 跨导：最小值为110µA/V，典型值为220µA/V，最大值为440µA/V。
• 软启动时间：最小值为7ms，典型值为10ms，最大值为13ms。

  6.5 电流检测放大器

  VC到开关电流跨导：最小值为5A/V，典型值为10A/V，最大值为20A/V。

  6.6 输出

• Lx NMOS导通电阻：典型值为200mΩ，最大值为340mΩ。
• Lx预充电NMOS导通电阻：典型值为10Ω，最大值为17Ω。

  6.7 过流检测电流

  典型值为3.5A，最大值为6A。

  6.8 CTL

• EN引脚控制电压（ON）：最小值为2V，最大值为VCC。
• EN引脚控制电压（OFF）：最小值为 - 0.3V，最大值为0.8V。
• EN引脚输入电流（VEN = 3V）：最小值为2.7µA，典型值为5.5µA，最大值为11µA。

  6.9 SYNC

• SYNC引脚控制电压（High）：最小值为2.0V，最大值为5.5V。
• SYNC引脚控制电压（Low）：最小值为 - 0.3V，最大值为0.8V。
• SYNC引脚输入电流（VSYNC = 3V）：最小值为6µA，典型值为12µA，最大值为24µA。
• SYNC下降沿到LX上升沿延迟：最小值为200ns，典型值为400ns，最大值为600ns。

七、应用与设计注意事项

7.1 应用领域

适用于一般具有12V/24V线路的家用机器等。

7.2 设计注意事项

• 同步功能：若不使用同步功能，建议将SYNC引脚接地。
• 软启动：软启动时间在自运行模式下为10ms，使用同步时受SYNC引脚输入脉冲频率限制。
• 过流保护（OCP）：检测到两次OCP后，设备将停止并在13ms后重启。在软启动时，OCP参考电压会根据斜率变化，限制OCP阈值为规格值的一半（典型值3A）。
• 元件选择
  • 电感：推荐选择满足电流额定值、低DCR的屏蔽型电感，设计时可将电感纹波电流设定为最大输入电流的20% - 50%。
  • 输出电容：建议使用低ESR的陶瓷电容，考虑DC偏置特性，确保最大额定值相对于输出电压有足够的余量。
  • 输出电压设置：通过电阻R1和R2设置输出电压，公式为(V_{0}=frac{(R 1 + R 2)}{R 2} × 1.0[ V])。
  • 自举电容：在BST引脚和Lx引脚之间连接0.01µF的叠层陶瓷电容。
  • 肖特基二极管：选择满足应用最大输入电压和最大电流额定值的二极管，建议Vf尽可能小，并靠近引脚放置。
• 布局设计
  • VCC引脚应使用低ESR陶瓷旁路电容接地，尽量减小旁路电容连接、VCC引脚和续流二极管阳极形成的环路面积。
  • GND引脚应直接连接到IC下方的散热垫，散热垫通过多个过孔连接到内部PCB接地平面。
  • LX引脚应连接到续流二极管的阴极和输出电感，续流二极管和输出电感应靠近LX引脚，减小PCB导体面积以防止过多的电容耦合。

八、总结

BD9876AEFJ是一款性能出色的降压型开关稳压器，具有高效、灵活、保护功能完善等特点。在实际应用中，电子工程师需要根据具体需求合理选择元件、优化布局设计，以充分发挥其性能优势。同时，要严格遵循操作注意事项，确保设备的稳定运行。大家在使用BD9876AEFJ的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特经验呢？欢迎在评论区分享交流。