淺談工業設備用DC/DC轉換IC

一直以來，工業設備使用的元器件要求具備高可靠性并能確保長期供應，但近年來也像消費電子一樣，對小型化的需求日益增加。只要實現電源電路的小型化，即可減少設備的體積和安裝面積。
　　而另一方面，將電源單元小型化會使設備外殼的溫度上升，從而導致周邊元器件的可靠性下降。要想避免這種后果，需要降低DC/DC轉換IC的功率損耗，減少發熱量。
　　ROHM的最新DC/DC轉換IC采用三大方法實現了電源的小型化，即：通過高頻開關工作實現周邊元器件的小型化，通過同步整流方式降低損耗，通過大電流低損耗工藝減少發熱量。
　　1. 通過高頻開關工作實現周邊元器件的小型化
　　ROHM的BD9E300EFJ-LB是輸入耐壓達40V的1ch同步整流降壓型DC/DC轉換器，內置開關用的功率MOSFET。為實現更高效率，功率MOSFET的上下側均采用Nch-MOSFET。另外，該結構還內置有用于上側Nch-MOSFET柵極驅動的自舉二極管。從圖1的電路例可以看出元器件的數量較少。
　　
　　圖1 BD9E300EFJ應用電路
　　另外，BD9E300EFJ-LB不是高耐壓電源應用中使用較多的非同步整流（二極管整流）方式，而是采用內置MOSFET的同步整流方式。因此，無需外置晶體管和整流二極管，使貼裝面積可減少50％（圖2）。
　　
　　圖2 非同步整流方式與同步整流方式的貼裝面積比較
　　不僅如此，開關工作頻率高達1MHz，從而可使用小型的電感和電容。其原理如下。
　　1）電感的小型化
　　通常，要想實現電感的小型化，需要降低電感值，而這樣又會導致電感電流波紋增大，需要較大的輸出電容（圖3）。
　　
　　圖3 電感值與輸出電容值的權衡關系