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ROHM開創可從48V直接降壓到3.3V的DC/DC轉換器IC技術

有助于汽車和工業設備的穩定運行、高效化、小型化并減輕設計負擔
2016-04-20

  全球知名半導體制造商ROHM開創了在汽車和工業設備等領域需求日益高漲的、可從48V等高輸入電壓直接降到3.3V或5V等低電壓的DC/DC轉換器IC技術。

  該技術內置高耐壓MOSFET并實現高達80V的耐壓,同時利用ROHM獨有的脈沖控制技術實現了業界最短的開關導通時間20ns。由此,可實現使用2MHz固定開關頻率、從48V穩定降壓到3.3V的電源系統。

  通過大幅提高降壓比,不僅不再需要二次電源IC等的中間轉換,而且還可輕松實現電流模式控制的相位補償,非常有助于各種應用的高效化、小型化并減輕設計負擔。

  此次的技術成果將亮相2016年4月20日(周三)~22日(周五)于日本千葉縣“幕張國際展覽中心”舉辦的“TECHNO-FRONTIER2016”,現場將有工程師進行技術展示。

  今后,ROHM將以2016年內實現采用該技術的產品“BD51180 TL”的樣品出售為目標繼續推進開發,同時加速開發融入模擬電源技術優勢的高效率、高性能電源技術,持續為社會的節能化貢獻力量。

  <背景>

  近年來,隨著節能意識的高漲,幾乎所有領域都在致力于降低功率轉換損耗。在汽車領域,燃油效率改善效果優于傳統的12V電源系統、搭載考慮到安全性的48V電源系統的混合動力汽車備受關注。

  然而,要驅動一般的車載用MCU和控制系統,需要可從48V直接降壓到3.3V或5V的高降壓比電源IC,而這種電源IC又不存在,因此只能生成12V等中間電壓通過二段式降壓來解決。而另一方面,為了防止對無線電頻段的影響,又要求2MHz以上的高頻工作。

  要想滿足這種“高輸入、低輸出、高頻工作”的市場需求,需要縮短開關導通時間,但按以往的方法則容易受噪音干擾,這使開關導通時間的最短化陷入困境。

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   <特點>

  1.實現業界最短開關導通時間,可穩定降低電壓

  此次,通過發揮在短時間內控制脈沖的ROHM獨有的技術優勢,成功實現了僅為以往產品1/6的業界最短開關導通時間20ns。由此,可從電源系統的48V穩定輸出驅動各功能所需的3.3V。另外,驅動頻率固定在無線電AM頻段1.84MHz(MAX)的范圍之外即2MHz,無需擔心頻率干涉問題。

  2.電流模式控制,輕松實現相位補償

  DC/DC轉換器這類開關電源,具有反饋控制電路,為防止異常振蕩,必須進行相位補償。電流模式控制可輕松設置相位補償,但是存在開關導通時間變短、控制本身變難的問題。本IC采用可通過窄脈沖寬度控制電流的電流模式控制,因此,可輕松實現相位補償,有助于減輕配套產品的設計負擔。僅用2個元件即可在廣泛的輸入電壓范圍實現穩定工作。

  3.輸入電壓范圍更寬,支持的應用范圍更廣

  通過采用ROHM產的高耐壓MOSFET,成功將輸入電壓范圍擴大到12?65V,達以往產品的約4.6倍。因此,可支持從車載到工業設備的廣泛應用領域。

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  4.采用散熱性優異的小型封裝

  一直以來,提高耐壓會帶來散熱問題,使小型化步履維艱。但是,VQFN24SV4040為背面散熱結構,因此可采用4.0 x 4.0 x 1.0mm封裝,與以往產品相比,實現了54%的小型化。

  5.搭載各種保護功能,確保安全性

  與以往產品同樣搭載以下保護功能,可安全地驅動IC。

  支持AEC-Q100標準

  過電流保護功能

  低輸入誤動作防止功能

  高輸入誤動作防止功能

  輸出過電壓保護功能

  溫度保護功能

  負載短路保護功能

  <術語解說>

  DC/DC轉換器

  電源IC的一種,將直流(DC)電壓轉換為直流電壓。主要有用來降低電壓的降壓型、用來提高電壓的升壓型兩種類型。

  脈沖

  具有一定寬度的矩形波。通過改變脈沖寬度,可控制電流和電壓。

  相位補償

  使電源電路穩定運行、使輸出電壓保持恒定所需的電路。


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