ROHM BD9G101G降压开关稳压器评估板使用指南

在电子设计领域，开关稳压器是电源管理的关键组件。ROHM的BD9G101G降压开关稳压器凭借其出色的性能和丰富的功能，在工业和汽车等领域得到了广泛应用。今天，我们就来详细了解一下ROHM为BD9G101G开发的评估板。

文件下载：BD9G101G-EVK-101.pdf

1. 评估板概述

1.1 评估板用途

该评估板专为评估BD9G101G非同步降压DC/DC转换器而设计，此转换器集成了45V/800mΩ功率MOSFET。它具有宽输入（6V至42V）和输出（1V至VCC x 0.7V）电压范围，开关频率为1.5MHz。同时，还内置了多种保护功能，如软启动电路、欠压锁定（UVLO）、热关断（TSD）和过流保护（OCP）等。此外，EN引脚可实现简单的ON/OFF控制，降低待机电流消耗。

1.2 应用场景

• 工业分布式电源系统：为工业设备提供稳定的电源。
• 汽车和电池供电设备：满足汽车电子和电池供电设备对电源的需求。

2. 评估板的工作限制和绝对最大额定值

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	条件
电源电压（BD9G1010G）	VCC	6 (*1)	-	42	V	-
输出电压（BD9G101G）	VOUT	1.0 (*2)	5	VINx0.7 (*3)	V	*由R1和R2设置
输出电流（BD9G101G）	IOUT	-	0.5	-	A	-

注：(*1)受最大占空比、导通电阻和BST - UVLO限制；(*2)受最小导通脉冲典型值100nsec限制；(*3)受最大占空比、导通电阻和BST - UVLO限制。

3. 评估板操作步骤

3.1 连接GND

将GND连接到评估板的GND引脚。

3.2 连接VCC

将VCC连接到VCC引脚。需要注意的是，EN引脚默认拉高，要使IC工作，需将EN设置为LOW。

3.3 测量输出

可以从评估板的VOUT引脚测量输出电压，通过在VOUT处连接合适的负载来测量输出电流。同时要注意，热插拔可能会损坏IC，因此在移除或连接BD9G101G评估板之前，务必先关闭系统电源。

4. 参考应用数据

评估板提供了效率、频率响应和负载特性等方面的参考应用数据，通过相关图表可以直观地了解BD9G101G在不同输入电压和输出电流条件下的启动特性、负载响应、开关纹波以及频率响应等情况。例如，在不同的输入电压（如8V、12V、42V）和输出电流（0mA、500mA）组合下，观察输出电压和电流的变化情况，有助于我们更好地评估该稳压器的性能。

5. 应用组件选择方法

5.1 电感

建议选择具有低直流电阻（DCR）且满足电流额定值（峰值电流Ipeak）的屏蔽型电感。电感值对电感纹波电流有显著影响，可通过增加电感值L和/或开关频率来减小纹波电流。对于BD9G101G，推荐在4.7μH至15μH范围内选择电感，如TOKO DE4518C系列和TAIYO YUDEN NR4018系列。

5.2 输入电容

为了降低输入纹波电压，应在VCC引脚附近连接低等效串联电阻（ESR）的陶瓷电容。对于BD9G101G，建议电容值小于4.7μF。如果使用电解电容，需并联一个1μF的陶瓷电容以防止振荡。

5.3 输出电容

为了降低输出纹波，推荐使用低ESR的陶瓷电容。除了考虑直流偏置特性外，还需为绝对最大额定输出电压留出足够的余量。对于BD9G101G，建议使用10μF以上的陶瓷电容。

5.4 输出电压设置

内部误差放大器的参考电压为0.75V，输出电压由公式 (V{0}=frac{(R 1+R 2)}{R 2} × 0.75[ V]) 确定。同时，为了防止在低功率和轻负载时BSTUVLO动作，输出电阻R1 + R2需满足 (R 1+R 2 leq V{out } × 10^{3}) 。例如，5V输出电压时，可设置 (R 1=3.9 k Omega) ， (R 2=0.68 k Omega) ；12V输出电压时，可设置 (R 1=7.5 k Omega) ， (R 2=0.51 k Omega) 。

5.5 前馈电容Csp

建议将前馈电容Csp与输出电阻R1并联。前馈电容通过在环路特性中添加一对极点和零点来调整环路特性，提高相位裕度和瞬态响应速度。Csp的值可参考公式 (C s p=frac{4.7 k}{R 1} × 0.15 quad[u F]) 。例如，5V输出电压时， (R 1=3.9 k Omega) ， (R 2=0.68 k Omega) ，Csp可选择0.1μF或0.22μF；12V输出电压时， (R 1=7.5 k Omega) ， (R 2=0.51 k Omega) ，Csp可选择0.1μF。

5.6 自举电容

为防止自举引脚内部电路故障，需在BST和Lx引脚之间连接一个 (CBS =15000 pF) 的陶瓷电容。

5.7 二极管

选择满足耐压和额定电流要求的肖特基势垒二极管。

6. 评估板布局指南

布局是良好电源设计的关键要素。VCC引脚应通过具有B介质的低ESR陶瓷旁路电容接地，并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。由于Lx连接是开关节点，续流二极管和输出电感应靠近Lx引脚，同时尽量减小PCB导体面积，以防止过多的电容耦合。此外，GND区域不应直接连接到电源GND或大电流开关路径。

7. 评估板物料清单（BOM）

项目	数量	参考	描述	制造商	零件编号	Digikey P/N
1	1	CIN1	陶瓷电容4.7μF 50V Y5V 1206	Murata	GRM31CF51H475ZA01L	490 - 1828 - 1 - ND
2	1	CIN2	TVS二极管40VWM 64.5VC SMA	Littlefuse	SMAJ40A	SMAJ40ALFTR - ND
3	1	CO2	陶瓷电容10μF 10V 10% X5R 1206	Murata	GRM31CR61A106KA01L	490 - 1820 - 2 - ND
4	1	CBST	陶瓷电容0.015μF 50V 10% X7R 0603	Murata	GRM188R71H153KA01D	490 - 1514 - 1 - ND
5	1	D1	肖特基二极管60V 2A PMDU	ROHM	RB060M - 60TR	RB060M - 60CT - ND
6	1	SW1	滑动开关SPDT 30V.2A PC安装	E - Switch	EG1218	EG1903 - ND
7	1	R1	电阻3.9KΩ 1/8W 1% 0805 SMD	ROHM	MCR10ERTF3901	RHM3.90KCHTR - ND
8	1	R2	电阻680Ω 1/8W 1% 0805 SMD	ROHM	MCR10ERTF6800	RHM680CHTR - ND
9	1	Lx	电感10uH SOD - 106	TOKO	DEM4518C 1235AS - H - 100M	-
10	1	U1	5V, 0.5A降压开关稳压器带FET	ROHM	BD9G101G	-

8. 修订历史

日期	版本	更改内容
2013年5月	BD9G101G	新版本发布
2016年3月17日	BD9G101G - V2	BOM（R1、R2和CIN2）更改，操作步骤添加注释

通过以上对ROHM BD9G101G评估板的详细介绍，相信大家对该稳压器及其评估板有了更深入的了解。在实际设计中，我们可以根据具体需求选择合适的组件和布局，以实现最佳的电源性能。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。