ROHM新品BD9P系列解读：车载DC/DC转换器，燃油车专用

　　十年前，汽车的驾驶舱里只有机械式的仪表和外加按钮式的空调面板。现在，全液晶仪表盘和大尺寸的中控娱乐显示屏已成为标配，更  点的还配有抬头显示系统（HUD）、电子后视镜、  辅助驾驶系统（ADAS）。汽车上的电子设备种类多样，其工作电压也不尽相同，但电池和发电机的输出电压是固定数值，无法改变。这时就需要加入电源IC，将电池输出的电压转换为电子设备需要的工作电压。

　　什么是电源IC呢？

　　我们知道，在传统燃油汽车上有两个电源，分别是发电机和电池，输出电压范围一般是10V~16V。而汽车的电子设备，如MCU、电机驱动器、LED驱动器等，有不同的工作电压。我们需要在中间接入一系列的  电源与二次电源，将电池电压转换为适合后段元器件的电压。这里的  电源与二次电源就是电源IC。根据需求不同，可以在  电源后直接连接元器件，也可加入一个二次电源后再连接元器件。

　　车载  DC/DC转换器BD9P系列

　　2020年11月19日，  半导体制造商罗姆半导体召开线上发布会，宣布推出新产品——耐电池电压波动的车载  DC/DC转换器BD9P系列。据介绍，BD9P系列可在电池的输入电压波动时稳定工作；利用新型控制方式，同时具备原本存在矛盾关系的高速响应和高效率优势；采用ROHM自有的电源技术Nano Pulse ControlTM，实现高压降比；与连接在它后段的二次DC/DC转换器BD9S系列相结合，还可组成高效且高速的车载电源电路。

　　特点一：稳定工作

　　汽车的电池电压在引擎发动时会有较大的波动。图1是  级电压输出波形对比，绿色是电池电压，蓝色是普通产品输出电压的表现，红色是BD9P系列传输电压的表现。当引擎发动时，电池电压下降到谷底；引擎停止时，电池电压恢复正常。在电池电压恢复正常的过程中，普通DC/DC转换器产品的会出现过冲现象，输出电压有一瞬间会升高，导致后面连接的元器件过压损坏。

　　图1

　　BD9P系列采用全新输入电压检测方式，即使电池电压波动时也不会过冲，可稳定工作。与普通产品相比，BD9P系列能够将电压波动时的输出过冲抑制在1/10以内，从而实现稳定的电压输出。客户也不再需要添加以往作为过冲对策所必需的输出电容器，降低了整体方案的成本。

　　特点二：高效率

　　以往的产品为了确保高速响应的性能，通常需要较大的驱动电流。BD9P系列利用新技术，降低电路内部电流，使消耗电流降至以往的1/3左右，约10μA以下；既坚固了高速响应，同时又可以实现高效率。图2右侧是BD9P系列与两款普通产品的功率转换效率对比，粉色区域代表负载较低的情况，可以看到BD9P系列在1mA负载电流下，功率转换效率可达85%；高负载情况下，BD9P系列在1A负载电流下，功率转换效率高达92%；从轻负载到高负载，BD9P系列都实现了出色的高效率。与其他两款普通产品相比，BD9P系列可在更宽的负载电流范围实现高效率。好处是：无论汽车在行驶的过程中或者是引擎启动时，整体的产品功耗都可以做到较低的水平，实现了客户节能化的需求。

　　图2

　　特点三：高压降比

　　BD9P系列采用ROHM自有的电源新技术Nano Pulse ControlTM，可以实现更高的电压转换比，即从输入电压转化为输出电压的压降比。对于  40V的高电压输入，可实现由后段元器件驱动的3.3V～5.0V级稳定输出。

　　在车载应用里，一些产品对辐射噪声有严格要求。图3红色虚线框中的噪声频段是AM广播频段，  是1.84MHz。BD9P系列的工作频率是2MHz，不会对其产生干扰。而且工作频率高的DC/DC转换器，在外围选型时，可以用更小的电感器件，进一步实现了客户小型化的需求。另外，BD9P系列还内置了展频功能；打开此功能，可使尖峰噪音得到较大改善，更有利于解决EMC噪音干扰。

　　图3

　　参考设计REFRPT001

　　图4是ROHM  推出的参考设计评估板，它上面搭载了  电源、二次电源总共八颗。在评估板中间的两颗IC就是新发布的  电源BD9P系列，上方的输出是5V、1A，下方的输出是3.3V、2A。评估板的右侧是一系列的二次侧电源，除了其中一颗SOP-8封装的是LDO之外，其他的是二次侧DC/DC“BD9S系列”，它的封装根据电流能力不同，有2mm×2mm的封装和3mm×3mm的封装。  下面的是ROHM超小型封装的PMOS，作为负载开关使用。

　　该参考设计的应用场景是给ADAS或者是inFORM模块所需的电源系统来供电，比如给CAN供电、MCU供电和SOC供电。这块板子上还搭载了ROHM的监视IC，在芯片的  上方和  下方，每一个监视IC可以监控四路的电源输出，这样板子上搭载的八路电源都可以得到监控，一旦发生故障对应的LED指示灯就会被点亮。

　　  ，整块板子已经做了EMC对策，比如电源输入端追加了滤波电路，也可以通过上下的跳线来开启  侧DC/DC的展频功能，客户可以参考该板子的电路设计和PCB设计来应用到他们的产品中。

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　　图4

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　　REFRPT001参考设计评估板 实物图

　　Q&A

　　问：新技术防止过冲问题，主要是采用了全新输入电压方式，想进一步了解一下这种检测方式新在哪里，是否是ROHM  技术，与原有检测方式有何不同？

　　答：ROHM是在一个非常小的功耗电流情况下来实现这个技术，同时满足了过冲技术以及小电流的两个方式的结合，因为我们知道这两个方式其实是一个矛盾的两方面，是有个权衡的关系在里面的。ROHM既能做到过冲对策，又能做到小电流，这是一个新的点。另外一个是检测机制，对于输入电源，一般情况下转换器是对于输出变动会有一个反馈，这次加入了输入电源变动的反馈，它的响应速度会更快。

　　问：BD9P系列有两种封装，不同封装针对的是什么应用？

　　答：两种封装，一个是QFN的封装，是四边无引脚封装，QFN的封装是比较小的，但是另一个SOP的封装是大一点的，带引脚。 一般客户会根据自己产线的情况或者PCB面积情况选择不同封装，QFN偏向小型化，而SOP有的客户认为可靠性更高散热也好一点。

　　问：BD9P系列可以用于48V电池系统吗？

　　答：我们9P系列是用于12V电平的燃油车，耐压规格是40V。对于您说的48V是48V轻混新能源汽车里使用。电池电压是48V，耐压规格是70V。我们的BD9P是用在12V左右的汽车里面，用在48V车是我们以前发布过的一个叫BD90系列，是用在48V的汽车里面，可以48V直接转成3.3V。

　　结语

　　本次发布的新品已于2020年10月开始以月产5万个的规模投入量产，样品价格为500日元/个，不含税。REFRPT001参考设计评估板的设计方案和测试  已在ROHM  上公布。用户可以利用参考板、  开发工具以及ROHM  提供的在线仿真工具“ROHM Solution Simulator”，实现接近实际使用的仿真，大幅减少应用产品的设计负担。