ROHM BU9000xGWZ系列降压开关稳压器：高效与灵活兼备

在电子设备小型化、高性能化的趋势下，电源管理芯片的性能和特性对产品的整体表现起着至关重要的作用。ROHM的BU9000xGWZ系列单芯片内置FET降压开关稳压器，凭借其出色的性能和丰富的功能，成为电池供电便携式应用的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这个系列的稳压器。

文件下载：BU90003GWZ-E2-EVK-101.pdf

产品概述

BU9000xGWZ系列是一款高效的6MHz同步降压开关稳压器，具备超低电流PFM模式。它能提供高达1.0A的负载电流，输入电压范围为3.0V至5.5V，非常适合电池供电的便携式应用，如智能手机、便携式设备、微型DC/DC模块和USB配件等。

产品特性

1. 快速瞬态响应

该系列稳压器采用滞回PWM控制系统和恒流PFM控制系统，能够在轻载到重载的过程中实现快速瞬态响应，确保输出电压的稳定性。

2. 自动PFM/PWM操作

在轻载时，稳压器会自动切换到PFM模式，降低开关频率，提高效率；在中等到重载时，则切换到PWM模式，保证输出电压的精度和稳定性。

3. 强制PWM操作

通过设置MODE引脚为高电平（>1.4V），可以使稳压器进入强制PWM模式，减少噪声并提高输出稳定性。

4. 内部软启动

内置软启动电路，可减少启动时的浪涌电流，典型启动时间为120μs（输出电容为4.7μF时）。

5. 欠压锁定（UVLO）

当输入电压低于2.05V（典型值）时，UVLO电路会关闭设备，保护芯片和外部组件。

6. 过流保护

具备过流保护电路，可在过载情况下保护芯片和外部组件。

7. 热关断（TSD）

当结温超过150℃时，TSD功能会关闭驱动器，防止芯片因过热而损坏。

产品选型

BU9000xGWZ系列有多个型号可供选择，每个型号的输出电压、输入电压和开关频率都有所不同。以下是部分型号的参数：	型号	输出电压	输入电压	开关频率	工作模式（MODE=L）	工作模式（MODE=H）
BU90002GWZ	3.30V	4.0V - 5.5V	5.4MHz - 6.6MHz	自动PFM/PWM	强制PWM
BU90003GWZ	1.20V	2.3V - 5.5V	3.6MHz - 4.4MHz	-	-
BU90004GWZ	1.80V	2.3V - 5.5V	4.8MHz - 6.0MHz	-	-
BU90005GWZ	2.50V	2.3V - 5.5V	5.4MHz - 6.6MHz	强制PFM	-
BU90006GWZ	3.00V	2.3V - 5.5V	5.4MHz - 6.6MHz	自动PFM/PWM	-
BU90007GWZ	1.25V	2.3V - 5.5V	3.6MHz - 4.4MHz	-	-
BU90008GWZ	1.00V	2.3V - 5.5V	3.2MHz - 4.0MHz	-	-
BU90009GWZ	1.30V	2.3V - 5.5V	3.8MHz - 4.8MHz	-	-

在选型时，工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑输出电压、输入电压、负载电流和开关频率等因素。

应用电路与引脚配置

典型应用电路

文档中给出了典型应用电路，包括输入电容、电感、输出电容等元件的连接方式。在设计电路时，需要注意输入电容应尽可能靠近VIN引脚和GND引脚连接，输出电压到FB引脚的线路应尽量分开，COUT和L应尽可能靠近连接，L到LX引脚的连接应尽可能短。

引脚配置

BU9000xGWZ系列采用UCSP35L1封装，引脚配置如下：	引脚编号	符号	功能
A1	VIN	电源输入引脚
A2	EN	使能引脚
A3	GND	接地引脚
B1	MODE	强制PWM模式引脚
B2	LX	电感连接引脚
B3	FB	反馈电压输入引脚

电气特性

文档详细列出了BU9000xGWZ系列的电气特性，包括输出电压精度、最大负载电流、软启动时间、开关频率、FET导通电阻等参数。这些参数是工程师在设计电路时需要重点关注的内容，它们直接影响着稳压器的性能和稳定性。

外部元件选择

电感选择

电感的选择对输出纹波电流有显著影响。纹波电流与电感和开关频率成反比，即电感值越大、开关频率越高，纹波电流越小。同时，电感的直流电流额定值应满足以下公式： [I{LPEAK }=I{OUTMAX }+frac{Delta I{L}}{2}] 其中，(Delta I{L}=frac{(VIN-VOUT) × VOUT }{L × VIN × f})，f为开关频率，L为电感值，(Delta I_{L})为电感电流纹波。

文档中推荐了不同负载电流下的电感型号，如Iout≤1A时，可选择LQM2MPN1R0NG0（2.0mm×1.6mm×1.0mm Murata）等；Iout≤0.6A时，可选择LQM21PN1R0NGC（2.0mm×1.2mm×1.0mm Murata）等。

输入电容和输出电容选择

输入电容推荐使用GRM155R60J225M、GRM155R60J475M、GRM155R60G106M等型号；输出电容推荐使用GRM155R60J475M、GRM155R60G106M等型号。需要注意的是，BU9000xGWZ系列设计的最大输出电容为10uF，如果连接的输出电容大于10uF，可能会导致输出电压过冲，损坏连接的设备。

使用注意事项

绝对最大额定值

使用时应避免超过绝对最大额定值，如电源电压、工作温度范围等，否则可能会损坏设备。如果预计会超过绝对最大额定值，应考虑添加电路保护装置，如保险丝。

GND电压

GND引脚的电位在所有条件下都必须是最低电位，电路设计允许IC引脚承受最高-0.3V的电压。

热设计

应根据实际工作条件下的功耗（Pd）进行热设计，确保有足够的余量。

引脚短路和安装错误

在将IC安装到印刷电路板上时，要小心操作，避免引脚连接错误或短路，以免损坏IC。

强电磁场中的操作

在强电磁场环境中使用IC时要谨慎，因为这可能会导致IC故障。

互阻抗

电源和接地布线应考虑降低互阻抗，尽量减少纹波（通过使布线尽可能短而粗，或通过加入电感和电容来抑制纹波）。

热关断电路（TSD电路）

该系列IC内置TSD电路，仅用于防止IC热失控，并非用于保护或保证IC的正常运行。因此，用户不应计划在持续运行的情况下激活此电路。

输入引脚

该单片IC在相邻元件之间包含P+隔离层和P衬底层，以保持它们的隔离。在使用时，应避免将低于GND（P衬底）电压的电压施加到输入引脚，以免产生寄生二极管或晶体管，导致电路相互干扰、操作故障或物理损坏。

干扰光

在WL - CSP等部分硅片暴露于光的设备中，IC特性可能会受到光电效应的影响。因此，建议采取措施防止芯片暴露在光线下。

总结

ROHM的BU9000xGWZ系列降压开关稳压器以其高效、灵活的特点，为电池供电便携式应用提供了优秀的电源管理解决方案。在设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择型号和外部元件，并注意使用过程中的各项注意事项，以确保稳压器的性能和稳定性。你在使用类似稳压器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。