2016年6月13日
半導體製造商ROHM株式會社（總公司：日本京都市）已經成功研發可以從汽車或工具機等需求高漲之48V高輸入電壓直接降壓到3.3V或5V等低電壓的DC/DC轉換IC技術。
本技術內建高耐壓MOSFET，可承受80V高電壓，亦藉由獨家脈衝控制技術來達成20ns的業界最小啟動﹙switching on﹚時間。也因此，電源系統可以一面使用2MHz之固定開關頻率﹙switching frequency﹚一面從48V穩定降壓到3.3V。
由於大幅提升了降壓比，因此除了不需要藉由第二電源IC等進行中間切換外，亦將輕易做到以電流模式控制之相位補償，大大提升對各種應用之高效率化及小型化、並減輕設計負擔。
今後除了以利用本技術之產品在2016年中能樣品出貨為目標進行研發外，亦將加速研發靈活運用類比電源﹙analog power﹚技術之高效率・高性能電源技術，協助社會節能。
近年由於節能意識抬頭，各領域皆為了減低功率切換損失而不遺餘力，也因此在汽車業界，目前搭載耗油量改善效果比傳統12V電源系統高、有安全性考量之48V電源系統的油電混合車﹙Hybrid car﹚備受矚目。
不過，驅動一般車用MCU或控制系統所必要之3.3V或5V並沒有可以從48V直接降壓之高降壓比電源IC，必須製造12V等中間電壓以2階段方式降壓。另一方面，為了避免影響廣播頻段，同時也需要2MHz以上的高頻運作。
為了做出這種符合 "高輸入、低輸出、高頻率動作" 等市場需求，必須將開關啟動時間變短，然而傳統的方法容易受到雜訊影響，開關啟動時間難以極小化。
業界最小開關啟動時間，協助高效率、小型化、並減輕設計負擔
1. 業界最小開關啟動時間 讓降低穩定電壓化為可能
此次由於活用短時間控制脈衝的ROHM獨家技術，成功做到了傳統產品1/6的業界最小開關啟動時間20ns。因此，可以從48V電源系統以3.3V穩定輸出電壓驅動各功能。此外，亦將驅動頻率固定為無線AM頻段1.84MHz（MAX）範圍外的2MHz，無須擔心頻率的干擾。
2. 利用電流模式控制，輕易實現相位補償
類似DC/DC轉換器般之開關電源擁有反饋控制電路，需要相位補償來防止異常振盪。電流模式控制可以輕易設定相位補償，但另一方面則有開關啟動時間變短且控制本身變難的課題。本IC由於採用了能以短脈衝幅控制電流的電流模式，故可輕易實現相位補償，對減輕整機設計負擔有所貢獻。在廣泛的輸入電壓範圍中，只要2個零件即可實現穩定運作。
3. 藉由高輸入電壓範圍來應對廣泛應用
由於採用ROHM製高耐壓MOSFET，相較於傳統製品，成功將輸入電壓範圍擴大到約4.6倍的12〜65V，因此可供應車用裝置到工具機等廣泛應用。
4. 採用散熱性高的小型封裝
耐壓的提升將產生散熱問題，一直以來都難以小型化。不過，VQFN24SV4040由於底部散熱，故可以採用4.0 x 4.0 x 1.0mm之封裝，相較於傳統產品，縮小了54%。
5. 搭配各種保護功能，確保安全性
與傳統產品同様亦搭配了以下保護功能，可讓IC安全驅動。
*1) DC/DC轉換器 電源IC的一種，將電壓從直流（DC）轉換至直流。一般存在有降低電壓之降壓及提升電壓之升壓。
*2) 脈衝﹙Pulse﹚ 擁有固定振幅的矩形波。藉由改變脈衝幅度，可以控制電流或電壓。
*3) 相位補償 穩定電源電路使其運作並將輸出電壓保持穩定所必要之電路。
業界首創！可從48V直接降壓到3.3V的DC/DC轉換器IC技術
協助汽車或工具機的穩定運作及高效率化、小型化、並減輕設計負擔
2016年6月13日
＜要旨＞
半導體製造商ROHM株式會社（總公司：日本京都市）已經成功研發可以從汽車或工具機等需求高漲之48V高輸入電壓直接降壓到3.3V或5V等低電壓的DC/DC轉換IC技術。
本技術內建高耐壓MOSFET，可承受80V高電壓，亦藉由獨家脈衝控制技術來達成20ns的業界最小啟動﹙switching on﹚時間。也因此，電源系統可以一面使用2MHz之固定開關頻率﹙switching frequency﹚一面從48V穩定降壓到3.3V。
由於大幅提升了降壓比，因此除了不需要藉由第二電源IC等進行中間切換外，亦將輕易做到以電流模式控制之相位補償，大大提升對各種應用之高效率化及小型化、並減輕設計負擔。
今後除了以利用本技術之產品在2016年中能樣品出貨為目標進行研發外，亦將加速研發靈活運用類比電源﹙analog power﹚技術之高效率・高性能電源技術，協助社會節能。
＜背景＞
近年由於節能意識抬頭，各領域皆為了減低功率切換損失而不遺餘力，也因此在汽車業界，目前搭載耗油量改善效果比傳統12V電源系統高、有安全性考量之48V電源系統的油電混合車﹙Hybrid car﹚備受矚目。
不過，驅動一般車用MCU或控制系統所必要之3.3V或5V並沒有可以從48V直接降壓之高降壓比電源IC，必須製造12V等中間電壓以2階段方式降壓。另一方面，為了避免影響廣播頻段，同時也需要2MHz以上的高頻運作。
為了做出這種符合 "高輸入、低輸出、高頻率動作" 等市場需求，必須將開關啟動時間變短，然而傳統的方法容易受到雜訊影響，開關啟動時間難以極小化。
業界最小開關啟動時間，協助高效率、小型化、並減輕設計負擔
＜優點＞
1. 業界最小開關啟動時間 讓降低穩定電壓化為可能
此次由於活用短時間控制脈衝的ROHM獨家技術，成功做到了傳統產品1/6的業界最小開關啟動時間20ns。因此，可以從48V電源系統以3.3V穩定輸出電壓驅動各功能。此外，亦將驅動頻率固定為無線AM頻段1.84MHz（MAX）範圍外的2MHz，無須擔心頻率的干擾。
2. 利用電流模式控制，輕易實現相位補償
類似DC/DC轉換器般之開關電源擁有反饋控制電路，需要相位補償來防止異常振盪。電流模式控制可以輕易設定相位補償，但另一方面則有開關啟動時間變短且控制本身變難的課題。本IC由於採用了能以短脈衝幅控制電流的電流模式，故可輕易實現相位補償，對減輕整機設計負擔有所貢獻。在廣泛的輸入電壓範圍中，只要2個零件即可實現穩定運作。
3. 藉由高輸入電壓範圍來應對廣泛應用
由於採用ROHM製高耐壓MOSFET，相較於傳統製品，成功將輸入電壓範圍擴大到約4.6倍的12〜65V，因此可供應車用裝置到工具機等廣泛應用。
4. 採用散熱性高的小型封裝
耐壓的提升將產生散熱問題，一直以來都難以小型化。不過，VQFN24SV4040由於底部散熱，故可以採用4.0 x 4.0 x 1.0mm之封裝，相較於傳統產品，縮小了54%。
5. 搭配各種保護功能，確保安全性
與傳統產品同様亦搭配了以下保護功能，可讓IC安全驅動。
＜名詞解釋＞
*1) DC/DC轉換器
電源IC的一種，將電壓從直流（DC）轉換至直流。一般存在有降低電壓之降壓及提升電壓之升壓。
*2) 脈衝﹙Pulse﹚
擁有固定振幅的矩形波。藉由改變脈衝幅度，可以控制電流或電壓。
*3) 相位補償
穩定電源電路使其運作並將輸出電壓保持穩定所必要之電路。
Latest News