【经验】同步整流降压型开关稳压器BD9B300MUV的两款评估板应用简介和产品PCB设计要点
本文主要介绍的是同步整流降压型开关稳压器BD9B300MUV及其评估板BD9B300MUV-EVK-001和BD9B300MUV-E2EVK-101产品简介及PCB设计要点。
同步整流降压型开关稳压器BD9B300MUV及其评估板BD9B300MUV-EVK-001和BD9B300MUV-E2EVK-101产品简介
BD9B300MUV是一款ROHM推出的内置高侧和低侧功率MOSFET同步整流降压型开关稳压器（DC/DC转换器），MOSFET导通电阻低至35mΩ，最大可以提供3A的输出电流。其采用恒定时间控制系统，具有高速瞬态响应。其通过内置的能效改性电路，在全负载范围内具有高能效特性。BD9B300MUV的输出电压可以通过外部电路设置，ON/OFF模式可通过EN引脚控制，从而降低待机电流损耗。另外，BD9B300MUV的工作频率也可设置，当FREQ引脚连接到VIN时，其工作频率为1MHz，连接到地时工作频率为2MHz。
BD9B300MUV内置可调整的软启动电路，可防止启动时产生冲击电流。BD9B300MUV拥有一个MODE设置引脚，允许用户用来设置固定频率PWM模式，或使能Deep-SLLM模式控制。Deep-SLLM模式下，会在Deep-SLLM模式和固定频率PWM模式自动切换。
BD9B300MUV-EVK-001和BD9B300MUV-E2EVK-101皆是采用ROHM的同步整流降压型DC/DC转换器BD9B300MUV设计而成的，二者皆可完成对BD9B300MUV的评估工作。
图1 BD9B300MUV-EVK-001和BD9B300MUV-E2EVK-101实物图
BD9B300MUV-EVK-001评估板简介
BD9B300MUV-EVK-001评估板的输入电压范围是2.7V-5.5V，输出电压是1.2V。其输出电流最大值为3A，输入纹波和输出纹波分别是90mVpp和25mVpp。工作频率为1MHz，最大转换效率为89.8%。
图2 BD9B300MUV-EVK-001评估板参数
BD9B300MUV-E2EVK-101评估板的输入电压范围是2.7V-5.5V，输出电压是3.3V。最大输出电流为3A。
图3 BD9B300MUV-E2EVK-101评估板参数
BD9B300MUV-EVK-001操作程序：
1. 必需设备
(1) DC电源：2.7V-5.5V 3A。
(2) 最大负载电流3A的负载设备
(3) 两个直流电压表
2. 连接设备
(1) 将DC直流电源设置到5.0V输出，然后将输出电源关闭。
(2) 负载设备的负载电流应该设置到3A，并关闭负载。（不超过3A）
(3) 检查评估板的SW1端子是否已将中间端子和OFF侧短接。
(4) 将DC电源的正极和负极分别连接到评估板的VIN+端子和GND-端子。
(5) 将负载的正极和负极分别连接到评估板的VOUT+端子和GND-端子。
(6) 将电压表1的正极连接到TP1端子，负极连接到TP2端子，进行输入电压测量。
(7) 将电压表2的正极连接到TP3端子，负极连接到TP4端子，进行输出电压测量。
(8) 打开DC电源。
(9) 通过将SW1端子的中间端子与ON侧端子短接使能IC。
(10) 查看电压表2是否显示1.2V。
(11) 使能负载。
(12) 查看电压表1输入电压是否被线束阻抗造成压降。
图4 BD9B300MUV-EVK-001评估板设备连接图
EN引脚：
为了使得待机模式和工作模式的电流损耗最小化，可以通过BD9B300MUV的EN引脚（15PIN）切换使能模式。待机模式是通过短接评估板的SW1端子的中间端子和OFF侧端子设置，工作模式是通过短接评估板的SW1端子的中间端子和ON侧端子设置。
同时也可以去除SW1跳线，通过控制EN引脚到GND的电压来设置BD9B300MUV的待机模式和工作模式。EN引脚到GND的电压在低于0.3V时，BD9B300MUV工作在待机模式，EN引脚到GND的电压在大于2V时，BD9B300MUV工作在工作模式。
BD9B300MUV-EVK-001评估板原理图如图5所示。图中R8和R9可设置工作频率，R5和R6设置工作模式。图6为该原图BOM料单。
图5 BD9B300MUV-EVK-001原理图
图6 BD9B300MUV-EVK-001料单
BD9B300MUV-E2EVK-101评估板简介：
BD9B300MUV-E2EVK-101评估板原理图如图7所示，其中J1端子用来使能或失能BD9B300MUV，J2端子用来设置工作频率，J3端子用来设置工作模式，J1、J2和J3端子连接方式和对应设置值关系如图8所示。图9为该评估板接口示意图。
图7 BD9B300MUV-E2EVK-101评估板原理图
图8 BD9B300MUV-E2EVK-101评估板料单
图9 J1、J2和J3端子设置表
图10 BD9B300MUV-E2EVK-101评估板接口示意图
BD9B300MUV-E2EVK-101操作程序：
1. 连接电源的GND端子到评估板上面的GND测试端子TP3上。
2. 连接电源的VCC端子到评估板上面的VIN测试端子TP2上。确保电源输入范围是2.7V-5.5V。
3. 通过J3端子设置工作模式，J3端子的设置方式可参考图9。
4. 通过J2端子设置工作频率，J2端子的设置方式可参考图9。
5. 检查J1端子是否设置到ON。
6. 关闭负载，并连接到评估板的TP4和TP5端子。
7. 打开直流电源，输出电压VOUT可以通过TP4端子测量，这时打开负载，注意负载电流最大增加到3A。
BD9B300MUV产品PCB设计指导：
BD9B300MUV的应用中，大的脉冲电流有两个回路，其示意图如图11所示。这里推荐该回路电路设计时尽可能的短，通过这种设计，可以最小化噪声和提高能效。输入和输出端口的电容应该直接连接到GND，尽可能的靠近IC引脚。IC周围有无用区域时，尽量多用GND铜皮覆盖，辅助IC散热。一些设置端子例如SW等，非常容易受到其他节点耦合影响，产生噪声，所以该部分设计时，布线需要尽可能细和短。同时，反馈的线路应该远离SW节点电路。输入和输出节点电路分开设计，尽量远离输入和输出电容，避免从输入端产生谐波噪声。PCB的设计，直接关系到DC/DC转换器的散热、噪声和能效。
图11 BD9B300MUV回路示意图
BD9B300MUV的PCB参考设计如图12所示：
图12 BD9B300MUV参考设计
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