业界首创!ROHM开创可从48V直接降压到3.3V的DC/DC转换器IC技术
有助于汽车和工业设备的稳定运行、高效化、小型化并减轻设计负担

2016年4月19日

全球知名半导体制造商ROHM开创了在汽车和工业设备等领域需求日益高涨的、可从48V等高输入电压直接降到3.3V或5V等低电压的DC/DC转换器IC技术。

该技术内置高耐压MOSFET并实现高达80V的耐压,同时利用ROHM独有的脉冲控制技术实现了业界最短的开关导通时间20ns。由此,可实现使用2MHz固定开关频率、从48V稳定降压到3.3V的电源系统。

通过大幅提高降压比,不仅不再需要二次电源IC等的中间转换,而且还可轻松实现电流模式控制的相位补偿,非常有助于各种应用的高效化、小型化并减轻设计负担。

此次的技术成果将亮相2016年4月20日(周三)~22日(周五)于日本千叶县"幕张国际展览中心"举办的"TECHNO-FRONTIER2016",现场将有工程师进行技术展示。

今后,ROHM将以2016年内实现采用该技术的产品的样品出售为目标继续推进开发,同时加速开发融入模拟电源技术优势的高效率、高性能电源技术,持续为社会的节能化贡献力量。

<背景>

近年来,随着节能意识的高涨,几乎所有领域都在致力于降低功率转换损耗。在汽车领域,燃油效率改善效果优于传统的12V电源系统、搭载考虑到安全性的48V电源系统的混合动力汽车备受关注。

然而,要驱动一般的车载用MCU和控制系统,需要可从48V直接降压到3.3V或5V的高降压比电源IC,而这种电源IC又不存在,因此只能生成12V等中间电压通过二段式降压来解决。而另一方面,为了防止对无线电频段的影响,又要求2MHz以上的高频工作。

要想满足这种"高输入、低输出、高频工作"的市场需求,需要缩短开关导通时间,但按以往的方法则容易受噪音干扰,这使开关导通时间的最短化陷入困境。

业界最短开关导通时间,有助于高效率、小型化并减轻设计负担

现有结构(2chip结构)与新结构(1chip结构)

<特点>

脉冲宽度 以往品的1/6

1. 实现业界最短开关导通时间,可稳定降低电压

此次,通过发挥在短时间内控制脉冲的ROHM独有的技术优势,成功实现了仅为以往产品1/6的业界最短开关导通时间20ns。由此,可从电源系统的48V稳定输出驱动各功能所需的3.3V。另外,驱动频率固定在无线电AM频段1.84MHz(MAX)的范围之外即2MHz,无需担心频率干涉问题。

零部件数量少相会补偿简单

2. 电流模式控制,轻松实现相位补偿

DC/DC转换器这类开关电源,具有反馈控制电路,为防止异常振荡,必须进行相位补偿。电流模式控制可轻松设置相位补偿,但是存在开关导通时间变短、控制本身变难的问题。本IC采用可通过窄脉冲宽度控制电流的电流模式控制,因此,可轻松实现相位补偿,有助于减轻配套产品的设计负担。仅用2个元件即可在广泛的输入电压范围实现稳定工作。

以往产品的约4.6倍

3. 输入电压范围更宽,支持的应用范围更广

通过采用ROHM产的高耐压MOSFET,成功将输入电压范围扩大到12〜65V,达以往产品的约4.6倍。因此,可支持从车载到工业设备的广泛应用领域。

封装示意图:VQFN24SV4040

4. 采用散热性优异的小型封装

一直以来,提高耐压会带来散热问题,使小型化步履维艰。但是,VQFN24SV4040为背面散热结构,因此可采用4.0 x 4.0 x 1.0mm封装,与以往产品相比,实现了54%的小型化。

5. 搭载各种保护功能,确保安全性

与以往产品同样搭载以下保护功能,可安全地驱动IC。

  • 支持AEC-Q100标准
  • 过电流保护功能
  • 低输入误动作防止功能
  • 高输入误动作防止功能
  • 输出过电压保护功能
  • 温度保护功能
  • 负载短路保护功能

<术语解说>

*1) DC/DC转换器
电源IC的一种,将直流(DC)电压转换为直流电压。主要有用来降低电压的降压型、用来提高电压的升压型两种类型。

*2) 脉冲
具有一定宽度的矩形波。通过改变脉冲宽度,可控制电流和电压。

*3) 相位补偿
使电源电路稳定运行、使输出电压保持恒定所需的电路。

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