Datasheet

6V ~ 20V 入力 1A MOSFET 内蔵
1ch PWM 降圧 DC/DC コンバータ
BD9227F
概要

重要特性






BD9227F は入力 20V、１A 電流出力に対応したパワー
MOSFET 内蔵の非同期 PWM 制御降圧型 DC/DC コンバータです。動作周波数は内部回路によって 1MHz となっております。スロープ補償内蔵の電流モード制御方式により、簡易な位相補償設定を実現しております。
過電流保護回路、温度保護回路、低電圧誤動作防止回路等の保護回路を内蔵しております。

入力電圧範囲 :6V ~ 20 V
基準電圧精度 PWM=H : ±2.0 %(±1.0 %@Ta=25°C)
最大出力電流 :1A (Max.)
スイッチング周波数 :1.0MHz (Typ.)
動作温度範囲 :-40°C ~ +85°C
パッケージ
W(Typ) x D(Typ) x H(Max)SOP8
5.00mm x 6.20mm x 1.71mm

特長







広い入力電圧範囲 : 6V to 20V
20V/200mΩ PchFET 内蔵
動作周波数 : 1.0MHz
電流モード制御
過電流保護(OCP)、低電圧誤動作防止(UVLO)
過電圧保護(OVP), 温度保護回路(TSD)内蔵
SOP8 パッケージ

SOP8

用途



家庭用機器
VM モーター

基本アプリケーション回路

NON

VB

CNON:
1uF

CVB:
0.1uF

VCC

VCC

PWM

LX

FB

PWM

CVCC:
10uF
L1:10uH

VOUT
COUT:
10uF

D1

COMP

GND
R1:
110k

BD9227F

C2:
1.5nF
R3:
33k

R2:
10k

Figure 1. Typical Application Circuit○製品構造：シリコンモノリシック集積回路.www.rohm.co.jp© 2016 ROHM Co., Ltd. All rights reserved.
TSZ22111・14・001○耐放射線設計はしておりません

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BD9227F
端子配置図

VB

1

8

NON

VCC

2

7

PWM

LX

3

6

FB

GND

4

5

COMP

BD9227F
Figure 2. Pin Configuration (TOP VIEW)

端子説明
Pin No.

Pin Name

Function

1

VB

Inner voltage regulator output power supply

2

VCC

Power supply

3

LX

Switch pin of PWM buck

4

GND

Ground5

COMP

Compensation node

6

FB

Feedback signal

7

PWM

PWM input signal

8

NON

Inner DC ref voltage

ブロック図
VCC
VCC

UVLO

VB
Current
sense AMP

TSD

shutdown

LVS

VCC

VB

VCC-5V

1V max

PWM

FET

3V

LX
VOUT

VREF
Error Amp

ICOMP

Logic

Σ

3V

FB
Oscillator
1MHz

NON

GND

COMP

Figure 3. Block Diagram

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BD9227F
ブロック説明1.

VREF
基準電圧、電流生成ブロックです。VCC が立上がると起動します。
エラーアンプや OSC などの基準電圧、電流を生成します。

2.

VB
Pch パワーMOSFET 駆動電圧生成ブロックです。VCC-5.0V の電圧を生成します。

3.

Oscillator
動作周波数が 1.0MHz 固定の高精度な発振回路です。

4.

Error AMP
出力信号を検出し、PWM 制御信号を出力する誤差増幅器です。
内部基準電圧は PWM 入力信号によって設定されます。BD9227F はスロープ補償内蔵の電流モード制御方式により、簡易な位相補償設定を実現しています。また、出力コンデンサとしてセラミックコンデンサが選択可能です。

5.

ICOMP
電流フィードバックとエラーアンプ出力から PWM 信号を出力する電流モード用コンパレータです。

6.

Pch FET SW
DC/DC コンバータのコイル電流を切り替える 20V/200mΩPower Pch MOSFET です。

7.

UVLO
低電圧誤動作防止回路です。
電源電圧の立上がり時、電源電圧低下時の誤動作を防止します。
VCC 端子電圧をモニタしており、VCC が UVLO スレッショルド電圧 5.3V を下回った場合 IC が停止します。
スレッショルド付近での誤動作防止のため、200mV(Typ)のヒステリシスを有してます。

8.

TSD
過熱保護回路です。
最高接合部温度(Tj=150°C)を超える異常な温度を検知すると、DC/DC コンバータの出力を OFF します。TSD のスレッショルドはヒステリシスを有しており、温度が低下すると自動復帰します。

9.

OVP
過電圧出力検出機能です。
FB 端子により出力電圧をモニタし、FB 端子電圧が VNON+200mV になると出力の FET を OFF します。

10.

OCP
過電流保護回路です。
パワーMOSFET に流れる電流をモニタしており、コイル電流のピーク値が基準に達すると、パワーMOSFET を OFFします。過電流状態を 2 周期連続で検出した場合、動作が停止し COMP/ NON 端子電圧がリセットされ、8.191ms 後に再起動します。(P.7 Figure 5 を参照)

11.

PWM
PWM 端子は BD9227F の動作制御を行う端子になります。PWM 入力信号により、出力電圧が決まります。
( P.15 (3) Output Voltage Setting 参照)。一度 PWM 端子に信号が入力されると、内部のイネーブル信号が ON になり、内部のレギュレータが起動します。各レギュレータが動作すると BD9227F のスイッチングが開始します。
PWM 信号の OFF 区間が 2.047msec (typ)よりも長くなると, BD9227F は動作停止します。 ( P.7 Figure 4 参照)

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BD9227F
絶対最大定格Parameter

SymbolRatingUnit

VCC to GND

VCC-0.3 to +22

V

VB to GND

VB

-0.3 to +22

V

LX to GND

VLX

-2.0 to +22

V

VCC to LX

Δ VLX-0.3 to +22

V

VCC to VB

Δ VB-0.3 to +7

V

COMP to GND

VCOMP-0.3 to +7

V

NON to GND

VNON-0.3 to +7

V

FB to GND

VFB

-0.3 to +7

V

PWM to GND

VPWM-0.3 to +7

V

High-Side FET Drain Current

IDH

OCP

A

Storage Temperature Range

Tstg-55 to +150

°C

Junction Temperature

Tjmax

150

°C

注意 1：印加電圧及び動作温度範囲などの絶対最大定格を超えた場合は、劣化または破壊に至る可能性があります。また、ショートモードもしくはオープンモードなど、破壊状態を想定できません。絶対最大定格を超えるような特殊モードが想定される場合、ヒューズなど物理的な安全対策を施して頂けるようご検討
お願いします。
注意２：最高接合部温度を超えるようなご使用をされますと、チップ温度上昇により、IC 本来の性質を悪化させることにつながります。最高接合部温度を超える場
合は基板サイズを大きくする、放熱用銅箔面積を大きくする、放熱板を使用するなど、最高接合部温度を越えないよう熱抵抗にご配慮ください。

熱抵抗(Note 1)
項目

記号

熱抵抗 (Typ)
1 層基板(Note 3)4 層基板

(Note 4)

単位SOP8
ジャンクションー周囲温度間熱抵抗
ジャンクションーパッケージ上面中心間熱特性パラメータ

θJA

197.4

109.8

°C/W

ΨJT

21

19

°C/W

(NOTE 2)

(Note 1)JESD51-2A(Still-Air) に準拠。
(Note 2)ジャンクションからパッケージ（モールド部分）上面中心までの熱特性パラメータ。
(Note 3)JESD51-3 に準拠した基板を使用。

測定基板

基板材

基板寸法

1層

FR-4

114.3mm x 76.2mm x 1.57mmt

1 層目（表面）銅箔銅箔パターン
実装ランドパターン＋電極引出し用配線

銅箔厚
70μm

(Note 4)JESD51-7 に準拠した基板を使用。

測定基板

基板材

基板寸法

4層

FR-4

114.3mm x 76.2mm x 1.6mmt

1 層目（表面）銅箔銅箔パターン
実装ランドパターン＋電極引出し用配線

2 層目、3 層目（内層）銅箔

4 層目（裏面）銅箔銅箔厚

銅箔パターン

銅箔厚

銅箔パターン銅箔厚70μm

74.2mm□（正方形）

35μ m

74.2mm□（正方形）70μm

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BD9227F
推奨動作範囲Parameter

Symbol

Min

Typ

Max

Unit

VCC

6

-

20

V

VCC x
0.252

-

VCC

V

Input Voltage
Output Voltage

VOUT(Note5)

Output Current

IOUT

-

-

1

A

NON Input Voltage

VNON

-

-

1

V

PWM Input Voltage

VPWM

-

-

5.5

V

PWM Input Frequency

FPWM

1

-

50

kHz

(Note6)

4.7

10

-

μF

(Note7)

0.047

0.1

0.22

μF

4.7

10

-

μH

(Note9)

4.7

10

-

μF

(Note10)

-

1

-

μF

-40

-

+85

°C

Input Capacitor

CVCC

Inner Regulator Capacitor

CVB

Inductor

L(Note8)Output Capacitor

COUT

Ref Voltage Capacitor

CNON

Operating Temperature

Topr

コンデンサの DC バイアス効果、温度特性を考慮のうえ選定してください。
(Note 5) P.19(10)参照(Note 6) P.16 (6)参照(Note 7) P.15 (4)参照(Note 8) P.15 (1)参照(Note 9) P.15 (2)参照(Note 10) P.16 (7)参照

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BD9227F
電気的特性(特に指定のない限り: Ta=25℃, VCC=16V, VOUT=12V, PWM=H)
Parameter

Symbol

Min

Typ

Max

Unit

Conditions

Operating Non-Switching Supply Current

ICC

-

0.4

1.0

mA

PWM=H, FB=3V(Non-switching)Standby Quiescent Current

IST

-

0.05

0.2

mA

PWM=L

Detect Threshold Voltage

VUV

5.0

5.3

5.6

V

VCC falling

Hysteresis Width

VUVHY

-

200

400

mV

FSW

0.80

1.00

1.20

MHz

FB Pin Reference Voltage

VFBN

0.990

1.000

1.010

V

PWM=H, Ta=25°C

Low level output voltage, VO

VFBA

0.980

1.000

1.020

V

PWM=H, Ta=-40 to +85°C

FB Pin Bias Current

IFB

-1.0

0

+1.0

μA

VFB = 0 V

NON Inner R

RNON

100

250

400

kΩ

ICOMP Sink Current

IVCSI

7.5

15

30

μA

COMP=1V, NON=1V, FB=2V

ICOMP Source Current

IVCSO

-30

-15

-7.5

μA

COMP=1V, NON=1V, FB=0V

Error Amplifier Transconductance

Gm

50

115

180

μA/V

ICOMP= ± 3μA, NON=1V,
COMP=1V

Switch Current to COMP
Transconductance

GCS

-

2.2

5

A/V

VCC=16V

On Resistance

RONH

-

200

-

mΩ

VB Clamp Voltage

VB

VCC-5.5

VCC-5

VCC-4.5

V

Over Current Detect Current

IOCP

1.6

2.6

4.2

A

PWM Logic High Level

VPWMH

1.5

-

5.5

V

PWM Logic Low Level

VPWML

-

-

0.5

V

PWM Internal Pull-Down Resistor

RPWM

200

500

800

kΩ

Circuit Current

Under Voltage Lockout

Oscillator
Oscillating Frequency
Error Amplifier

High-Side MOSFET

PWM

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BD9227F
タイミングチャート
VCC UVLO reset

VCC
PWM
PWMON_IH(inner)

REG UVLO reset

REG(inner)

REG UVLOREG UVLO_IL(inner)
VCC

VB VCC-5V

VB UVLOVB UVLO resetVBUVLO_IL(inner)
Shutdown delay
2.047 msec

PWM_CNT_IH(inner)
NON
Tss

COMP
LX
OVP
OVP reset

VOUT(FB)OVPOUT_IH(inner)

Figure 4. Startup/Shutdown Timing Chart

VOUT (FB)

VOUT short to GND

NON

reset

Short condition is reset

restartrestartCOMP
LXIL OCP th
OCPOUT_IH(inner)

OCP detect
OCP latch is set

OCP_latch(inner)

Hiccup time:8.191 msec(typ)Figure 5. OCP Timing Chart

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BD9227F
特性データ

1.10

1.010

1.05

1.005

FB Threshold:VFB[V]Frequency:FSW [MHZ](特に指定のない限り: Ta=25℃, VCC=16, VOUT=12V,PWM=3V)

1.00

0.95

0.90
-40

-20

0

25

50

1.000

0.995

0.990

85

6

8

TEMPERATURE[℃]

12

14

16

18

20

Input Voltage:VCC [V]Figure 7. FB Threshold Voltage – Input Voltage

Figure 6. Frequency - Temperature

1.50
PWM ON Threshold:VPWMH[V]1.010

FB Threshold:VFB[V]

10

1.005

1.000

0.995

1.30

1.10

0.90

0.70

0.50

0.990
-40

-20

0

25

50

-40

85

0

25

50

85

TEMPERATURE[℃]

TEMPERATURE[℃]

Figure 8. FB Threshold Voltage - Temperaturewww.rohm.co.jp© 2016 ROHM Co., Ltd. All rights reserved.
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Figure 9. PWM Pin Inner REG ON
Threshold - Temperature

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1.100

0.28

1.050

0.24

PMOS Ron:RONH [Ω]Frequency:FSW [MHz]BD9227F

1.000

0.950

0.20

0.16

0.12

0.900
6

8

10

12

14

16

18

-40

20

-20

0

25

50

85

TEMPERATURE[℃]

Input Voltage:VCC [V]Figure 10. Frequency – Input Voltage

Figure 11. PMOS ON Resistance - Temperature

5500

Input Current:ICC [μA]

OCP:IOCP[A]

4

3

2

400

VCC=6V300

VCC=16V

1

VCC=20V

0

200
-40

-20

0

25

50

85

-40

TEMPERATURE[℃]

0

25

50

85

TEMPERATURE[℃]

Figure 13. Operating Current – Temperature

Figure 12. OCP Detect Current - Temperaturewww.rohm.co.jp© 2016 ROHM Co., Ltd. All rights reserved.
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-20

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BD9227F

Input Current:ICC [μA]

500

400

300
Ta=-40℃
Ta=25℃
Ta=85℃

200
6

8

10

12

14

16

18

20

Input Voltage: VCC [V]Figure 14. Operating Current – Input Voltage

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BD9227F
標準アプリケーション特性データ(参考データ)
・VOUT=12V

NON

VB

CNON:
1uF

CVB:
0.1uF

VCC

VCC

PWM

LX

FB

PWM

CVCC:
10uF
L1:10uH

VOUT
COUT:
10uF

D1

COMP

GND
R1:
110k

C2:
1.5nF

BD9227F

R3:
33k

C3:
Open

R2:
10k

Figure 15. Typical Application Circuit (VOUT=12V)

使用部品

L1 ：

Coilcraft

LPS5030-103ML

10μH

CVCC/COUT ：MurataGRM31CR71E106MA12#10μF/25V

CVB ：Murata

GRM155R71E104ME14#0.1μF/25V

D1 ：

Rohm

RB060MM-30

10090

VCC=16V

80

Efficiency:η[%]70

VCC=20V

60
50
40
30
20
10
0
1

10

100

1000

Output Current:IOUT[mA]

Figure 16. Efficiency-Output Current (VOUT=12V)
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BD9227F

PWM: 10V/Div

PWM: 10V/Div

LX: 10V/Div

LX: 10V/Div

VOUT: 5V/Div

VOUT: 5V/Div

ILX: 1A/Div

200ms/Div

ILX: 1A/Div

Figure 17. Start-up Characteristics(VCC=16V, IOUT=0mA, VOUT=12V)

Figure 18. Start-up Characteristics(VCC=16V, IOUT=1A, VOUT=12V)

PWM: 10V/Div

PWM: 10V/Div

LX: 10V/Div

LX: 10V/Div

VOUT: 5V/Div

VOUT: 5V/Div

ILX: 1A/Div

ILX: 1A/Div

1s/Div

Figure 19. Shut-down Characteristics(VCC=16V, IOUT=0mA, VOUT=12V)

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200ms/Div

400us/Div

Figure 20. Shut-down Characteristics(VCC=16V, IOUT=1A, VOUT=12V)

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BD9227F

VOUT(AC): 20mV/Div

VOUT(AC): 20mV/Div

IOUT: 10mA/Div

IOUT: 1A/Div

1μs/Div

1μs/Div

Figure 21. VOUT Ripple(VCC=16V, IOUT=10mA; VOUT=12V)

Figure 22. VOUT Ripple(VCC=16V, IOUT=1A, VOUT=12V)

Phase

Phase

Gain

Gain
BW=33.11 kHz
PM=81.64 deg

BW=38.90 kHz
PM=81.20 deg

Figure 24. Frequency Response(VCC=16V, IOUT=1A, VOUT=12V)

Figure 23. Frequency Response(VCC=16V, IOUT=100mA, VOUT=12V)

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BD9227F

IOUT: 0.5A/Div
Overshoot: 0.83V
VOUT: 0.5V/Div

Undershoot: 0.79V

4ms/Div

Figure 25. Load Response(VCC=16V, VOUT=12V, IOUT=100mA⇔1A)

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BD9227F
アプリケーション部品選定方法(1) インダクタ
電流定格(下記電流値 Ipeak)を満たし、DCR(直流抵抗成分)が低く、シールドタイプのものを推奨いたします。インダクタの値はインダクタ
リプル電流に影響し、出力リプルの原因となります。
このリプル電流は以下の式のようにコイルの L 値が大きいほど、またスイッチング周波数が高いほど小さくすることができます。
.

Ipeak  IOUT 

ΔIL 
ΔIL

IL

ΔIL

(1)

2

VCC VOUT VOUT 1


L1
VCC f

Figure 26. Inductor Current(2): 出力リプル電流、VCC : 入力電圧、VOUT : 出力電圧、f : スイッチング周波数

インダクタリプル電流の設計値は、最大負荷の 20% ~ 50%程度を目安としてください。BD9227F はインダクタ値として4.7uH 以上を推奨いたします。
推奨 インダクタ CoilCraft LPS5030 Series※コイルの定格を超える電流をコイルに流すとコイルが磁気飽和を起こし、効率の低下や出力の発振を引き起こすことがあります。ピーク電流がコイルの定格電流を超えないよう十分なマージンを持って選定してください。
(2) 出力コンデンサ
出力に使用するコンデンサは出力リプルを軽減するため、ESR の低いセラミックコンデンサを推奨します。
また、コンデンサの定格は DC バイアス特性を考慮にいれたうえ、最大定格が出力電圧に対して十分マージンのあるものを使用してください。出力リプル電圧は次式より求まります。

Vpp  ΔIL 

12 π  f COUT

 ΔIL  RESR

(3)

また、設計上出力コンデンサには制限があります。クロスオーバー周波数と出力 LC フィルタのコーナー周波数との関係を考慮してください。一般的にクロスオーバー周波数はスイッチング周波数の 1/20 程度に制限します。ただし、BD9227Fのように 1.0MHz と高いスイッチング周波数の場合は、内部回路の制限により、最大クロスオーバー周波数が約 50kHz に制限されます。一般的にクロスオーバー周波数は負荷インピーダンスと出力コンデンサによって決まるコーナー周波数よりも高くする必要があります。これにより、出力フィルタの最小コンデンサの値が次式で制限されます。

C OUT_min 

12   Rl  fc_max(4)

Rl : 出力負荷抵抗、fc_max : 最大クロスオーバー周波数
これらを考慮し、許容リプル電圧内に収まるように設定を行ってください。
BD9227F では 4.7μF 以上のセラミックコンデンサを推奨します。

(3) 出力電圧設定
ERROR AMP の内部基準電圧は 1V となっており、
VNON の電圧は次式より求められます。

VNON  1V  PWM Duty

VOUT

R1  R2
 PWM Duty
R2

FB
R2

出力電圧は次式より求められます。

VOUT ERROR AMP

R1

(5)

(6)

VNON
(1V*PWM Duty)

Figure 27. Output Voltage
Setting(4) VB コンデンサ
VCC 端子-VB 端子間に CVB=0.047µF ~ 0.22µF のセラミックコンデンサを接続してください。
VB 端子-GND 端子間にはコンデンサを挿入しないでください。IC が破壊する恐れがあります。

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BD9227F(5) キャッチダイオード
BD9227Fは,LXとGND間に外付けのキャッチダイオードを接続する必要があります。また、選択するダイオードはアプリ
ケーションの絶対最大定格を満たす必要があります。逆方向電圧が、LXピンの最大電圧(VCCMAX+0.5V)よりも高いものを使用してください。そして、ピーク電流値が、IOUTMAX + 1/2 ΔILよりも高いものを使用してください。
効率を高くするため、順方向電圧ドロップが小さいものを使用してください。
通常ハイサイドFETのオン時間よりもキャッチダイオードが電流を引く時間の方が長いので、最適なパラメータを持つダイオードを選択することにより全体の効率を改善することができます。
BD9227Fではダイオードとしてショットキーバリアダイオードを推奨します。
(6) 入力コンデンサ
BD9227F は入力デカップリング・コンデンサが必要になります。デカップリング・コンデンサとして低 ESR のセラミックコンデンサ、もしくは低 ESR の電界コンデンサを推奨します。また、出来る限り VCC 端子に近い位置に配置してください。BD9227F は 4.7μF 以上のセラミックコンデンサを推奨します。セラミックコンデンサを使用する際は入力リプル電圧を含めた最大入力電圧が定格を超えないように選定を行ってください。
入力リプル電圧は下式にて概算できます。

ΔVCC IOUT
VOUT  VOUT  1 
f  CVCC VCC
VCC 
(7)

また、入力コンデンサの選定に際し、RMS リプル電流も確認する必要があります。下式にて概算できます。

I CVCC  IOUT 

VOUT  VOUT  1 VCC
VCC 
(8)

VCC = 2VOUT 時に RMS リプル電流は最大となり、その値は下式にて概算できます。

I CVCC_max 

IOUT
2

(9)

(7) 推奨 CNON 設定に関して
BD9227F は PWM 信号により ON/OFF の制御(PWM>1.5V ON, PWM<0.5V OFF)を行っています。また PWM Duty によって NON の値が決まります。NON のリプル電圧値を適切な値にするため、PWM 周波数によって、適切な CNON を選択する必要があります。PWM 周波数、CNON、NON のリプル電圧の関係式を下式に示します。

NON ripple D  (1 - D)
R  C NON  PWM _ Frequency

(10)

1000

D=0.5 時, NON のリプル電圧が最大になります。

0.25
R  C NON  PWM _ Frequency(11)

D: PWM Duty、 R : 内部抵抗 250kΩ
NON ripple=1mV condition
NON value=1V×PWM Duty

CNON[nF]

NON ripple(max) 

100

10
1

10

100

PWM Frequency[kHz]Figure 28. Recommended PWM Frequency vs CNON

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BD9227F(8) 推奨ソフトスタート時間に関して
BD9227F のソフトスタート時間（TSS）は CNON 値による NON 端子の起動スピードで決まります。
下記に TSS と CNON の関係を示します。

TSS  4.61  R  C NON(12)設定 NON 値に対して 99%到達時, R: 内部抵抗 250kΩ
10000

Tss[ms]

1000

100

10
10

100

1000

CNON[nF]

Figure 29. Recommended CNON vs Tss(9)DC/DC コンバータ周波数特性の調整について
位相補償素子 C2, C3, R3 (P.11 Figure15. 標準アプリケーション回路参照)
ループの安定性と応答性はエラーアンプの出力である COMP 端子を通して制御されます。
安定性と応答性を決定するポールとゼロの組み合わせを COMP 端子に直列に接続されたコンデンサと抵抗の組み合わせ
で調整します。電圧帰還ループの DC ゲインは次式により計算できます。

Adc  Rl  Gcs  AEA 

VFB
VOUT

(13)

ここで、VFB はフィードバック電圧(1.0V*PWM Duty)です。AEA は誤差増幅器の電圧ゲイン(typ : 66.8dB)、GCS は電流検出
アンプ部のトランスコンダクタンス(typ : 2.2A/V)で Rl は出力負荷抵抗値です。
本 DC/DC の制御ループでは、2 つの重要なポールがあります。
１つは、位相補償コンデンサ(C2)と誤差増幅器の出力抵抗によって生じます。
もう 1 つは、出力コンデンサと負荷抵抗によって生じます。
これらのポールは、下記周波数に現れます。

fp1 

G EA
2    C 2  AEA

(14)

fp2 

1
2    COUT  Rl

(15)

GEA は誤差増幅器のトランスコンダクタンス(typ : 115μA/V)です。
ここで、この制御ループでは、１つのゼロが重要になります。
位相補償コンデンサ C2 と位相補償抵抗 R3 によって生じるゼロが下記周波数に現れます。

fz 1 

12   C 2  R 3

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BD9227F
もし出力コンデンサが大きく、かつ ESR(RESR)も大きい場合、この制御ループにおいて重要な別のゼロ(ESR ゼロ)を持つ場合があります。この ESR ゼロは、出力コンデンサの ESR と容量によって生じ、下記周波数に現れます。

fz ESR 

1
2    COUT  RESR

(17)

(ESR ゼロ)

この場合、2 つ目の位相補償コンデンサ(C3)と位相補償抵抗(R3)とで決定される 3 番目のポールをループゲイン上の ESR
ゼロの効果を打ち消すために使用します。このポールは下記周波数に現れます。

fp3 

1
2   C 3  R 3(ESR ゼロを補正するポール)(18)

位相補償設計の目標は、必要な帯域と位相余裕を得るための伝達関数を形成することです。
帰還ループのループゲインが“0”となるクロスオーバー周波数(帯域)は重要です。
クロスオーバー周波数が低くなると、電源変動応答や負荷応答などが悪化します。
一方、クロスオーバー周波数が高すぎると、ループが不安定になる場合があります。
目安として、クロスオーバー周波数をスイッチング周波数の 1/20 以下にすることを目標とします。

位相補償定数の選定方法を下記に示します。

1.

目標とするクロスオーバー周波数に設定するため、位相補償抵抗(R3)を選択します。R3 の計算は次式で行います。

R3 

2    COUT  fc VOUTG EA  G CS
VFB

(19)

ここで fc は目標とするクロスオーバー周波数であり、スイッチング周波数の 1/20 以下に設定します。.
2.

位相余裕を得るために位相補償コンデンサ(C2)を選択します。代表的なインダクタンス値(4.7μF 以上)をもつアプリケーションでは、クロスオーバー周波数の 1/4 以下に位相補償ゼロを合わせることで、十分な位相余裕が得られます。
C2 の値は次式で求まります。

C2 

3.

4
2    R 3  fc

(20)

2 つ目の位相補償コンデンサ(C3)が必要か否かの検討を行います。もし ESR ゼロがスイッチング周波数の半分より小さい所にある場合、２つ目の位相補償コンデンサが必要となります。つまり、下記の式が成立する場合です。

F
1
 SW
2    COUT  RESR
2

(21)

この場合、2 つ目の位相補償コンデンサ(C3)を追加し、3 番目のポール(fp3)の周波数を ESR ゼロの周波数に合わせます。
C3 の値は次式で求まります。

C3 

COUT  RESR
R3

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BD9227F(10) PWM Duty 調整範囲に関して
BD9227F の出力電圧は LX の Duty で決まりますが、Duty の範囲は Ton-min によって制限されます。
Ton-min(max)=210ns, Tperiod(min)=833ns,より Duty の下限は 210/833=25.2%, となるため、Duty の調整可能な範囲は25.2%<VOUT/VCC<100%になります。

20
18
16

VOUT:VOUT[V]

14
12
10
8

Available Area

6
4
2

Unavailable Area

0
6

8

10

12

14

16

18

20

Input Voltage:VCC [V]Figure 30. VOUT vs VCC available range

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BD9227F
PCB レイアウト
良好な特性の電源回路を設計するためには基板レイアウトが非常に重要です。高速に電圧や電流が変動する信号経路においては、漏れ磁束や寄生容量によってノイズが生じたり、電源回路の性能を低下させる恐れがあります。これらの問題を低減するために、VCC pin 直近に低 ESR のセラミックコンデンサをバイパスコンデンサとして GND 間に配置してください。またこのバイパスコンデンサ、キャッチダイオードのアノードのパターンによって生じるループには大電流が流れる
ため、この電流ループが最短になるようにパターン設計をしてください。
スイッチングノードの LX 端子は、容量性カップリングを最少にするため、キャッチダイオード、インダクタをできるだ
け端子の近くに配置してください。GND ラインは外部の影響で GND 電位が変動しないように Power GND ラインと直接接続してください。その他の素子を含め、図 31 の PCB レイアウトを参考に PCB レイアウトを行ってください。

Power GND

VCC

sense GND
CNON

VB

NON

VCC

PWM

LX

FB

CVB

CVCC
L1

GND

VOUT

R1
R2

D1

COMP

BD9227F

C2

R3

C3

sense GND
COUT

Power GND

Figure 31. Reference PCB
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BD9227F
入出力等価回路図
Pin.
No

Pin
Name

1

VB

2

VCC

3

LX

4

GND

6

FB

Pin Equivalent Circuit

Pin.
No

Pin
Name

5

COMP

Pin Equivalent Circuit

VCC

VB

COMP

LX

GND

GND

FB
7

PWM

GND

8

PWM
GND

NON

NON
GND

Figure 32. I/O Equivalent Circuit
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BD9227F
使用上の注意1.

電源の逆接続について
電源コネクタの逆接続により LSI が破壊する恐れがあります。逆接続破壊保護用として外部に電源と LSI の電源端子間にダイオードを入れるなどの対策を施してください。

2.

電源ラインについて
基板パターンの設計においては、電源ラインの配線は、低インピーダンスになるようにしてください。グラウンドラ
インについても、同様のパターン設計を考慮してください。また、LSI のすべての電源端子について電源－グラウン
ド端子間にコンデンサを挿入するとともに、電解コンデンサ使用の際は、低温で容量低下が起こることなど使用するコンデンサの諸特性に問題ないことを十分ご確認のうえ、定数を決定してください。

3.

グラウンド電位について
L 負荷駆動端子については、L 負荷の逆起電圧の影響でグラウンド以下に振れることが考えられます。L 負荷駆動端子
が逆起電圧によって負電位になる場合を除き、グラウンド端子はいかなる動作状態においても最低電位になるようにしてください。また実際に過渡現象を含め、グラウンド端子、L 負荷駆動端子以外のすべての端子がグラウンド以下の電圧にならないようにしてください。使用条件、環境及び L 負荷個々の特性によっては誤動作などの不具合が発生する可能性があります。IC の動作などに問題のないことを十分ご確認ください。

4.

グラウンド配線パターンについて
小信号グラウンドと大電流グラウンドがある場合、大電流グラウンドパターンと小信号グラウンドパターンは分離し、パターン配線の抵抗分と大電流による電圧変化が小信号グラウンドの電圧を変化させないように、セットの基準点で1 点アースすることを推奨します。外付け部品のグラウンドの配線パターンも変動しないよう注意してください。グラウンドラインの配線は、低インピーダンスになるようにしてください。

5. 推奨動作条件について推奨動作条件で規定される範囲で IC の機能・動作を保証します。また、特性値は電気的特性で規定される各項目の条件下においてのみ保証されます。
6.

ラッシュカレントについて
IC 内部論理回路は、電源投入時に論理不定状態で、瞬間的にラッシュカレントが流れる場合がありますので、電源カ
ップリング容量や電源、グラウンドパターン配線の幅、引き回しに注意してください。

7.

強電磁界中の動作について
強電磁界中でのご使用では、まれに誤動作する可能性がありますのでご注意ください。

8.

セット基板での検査について
セット基板での検査時に、インピーダンスの低いピンにコンデンサを接続する場合は、IC にストレスがかかる恐れがあるので、1 工程ごとに必ず放電を行ってください。静電気対策として、組立工程にはアースを施し、運搬や保存の際には十分ご注意ください。また、検査工程での治具への接続をする際には必ず電源を OFF にしてから接続し、電源を OFF にしてから取り外してください。

9.

端子間ショートと誤装着について
プリント基板に取り付ける際、IC の向きや位置ずれに十分注意してください。誤って取り付けた場合、IC が破壊する恐れがあります。また、出力と電源及びグラウンド間、出力間に異物が入るなどしてショートした場合についても破壊の恐れがあります。

10. 未使用の入力端子の処理について
CMOS トランジスタの入力は非常にインピーダンスが高く、入力端子をオープンにすることで論理不定の状態になります。これにより内部の論理ゲートの p チャネル、n チャネルトランジスタが導通状態となり、不要な電源電流が流れます。また 論理不定により、想定外の動作をすることがあります。よって、未使用の端子は特に仕様書上でうたわれていない限り、適切な電源、もしくはグラウンドに接続するようにしてください。
11. 各入力端子について
本 IC はモノリシック IC であり、各素子間に素子分離のための P+アイソレーションと、P 基板を有しています。
この P 層と各素子の N 層とで P-N 接合が形成され、各種の寄生素子が構成されます。
例えば、下図のように、抵抗とトランジスタが端子と接続されている場合、○抵抗では、GND > (端子 A)の時、トランジスタ(NPN)では GND > (端子 B)の時、P-N 接合が寄生ダイオードとして動作します。
○また、トランジスタ(NPN)では、GND > (端子 B)の時、前述の寄生ダイオードと近接する他の素子の N 層によって寄生の NPN トランジスタが動作します。
IC の構造上、寄生素子は電位関係によって必然的にできます。寄生素子が動作することにより、回路動作の干渉を引き起こし、誤動作、ひいては破壊の原因ともなり得ます。したがって、入出力端子に GND(P 基板)より低い電圧を印

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加するなど、寄生素子が動作するような使い方をしないよう十分に注意してください。アプリケーションにおいて電源端子と各端子電圧が逆になった場合、内部回路または素子を損傷する可能性があります。例えば、外付けコンデン
サに電荷がチャージされた状態で、電源端子が GND にショートされた場合などです。また、電源端子直列に逆流防止のダイオードもしくは各端子と電源端子間にバイパスのダイオードを挿入することを推奨します。
抵抗トランジスタ (NPN)
端子B

端子A

C

E

端子A
N

P+

P
N

N

P+

N

端子B

B

寄生素子

N

P+

N P

N

P+

C
E
寄生素子

P基板

P基板
寄生素子

B
N

GND

寄生素子

GND

GND

近傍する
他の素子

GND

Figure 33. モノリシック IC 構造例
12. セラミック・コンデンサの特性変動について
外付けコンデンサに、セラミック・コンデンサを使用する場合、直流バイアスによる公称容量の低下、及び温度などによる容量の変化を考慮のうえ定数を決定してください。

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BD9227F
発注形名情報

B D

9

2

2

7

品名

F

-

パッケージ
F:SOP8E2

包装、フォーミング仕様
E2: リール状エンボステーピング

標印図SOP8(TOP VIEW)
Part Number Marking

D 9 2 2 7

LOT Number

Pin 1 Mark

Figure 34. Marking Diagram

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BD9227F
外形寸法図と包装・フォーミング仕様

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SOP8

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BD9227F
改訂履歴
Date

Revision

Changes

8.Jun.2016

001

英文仕様書新規登録

31.Aug.2017002

和文仕様書新規登録

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ご注意
ローム製品取扱い上の注意事項
1.

本製品は一般的な電子機器（AV 機器、OA 機器、通信機器、家電製品、アミューズメント機器等）への使用を意図して設計・製造されております。したがいまして、極めて高度な信頼性が要求され、その故障や誤動作が人の生命、(Note 1)
身体への危険もしくは損害、又はその他の重大な損害の発生に関わるような機器又は装置（医療機器、輸送機器、
交通機器、航空宇宙機器、原子力制御装置、燃料制御、カーアクセサリを含む車載機器、各種安全装置等）（以下「特定用途」という）への本製品のご使用を検討される際は事前にローム営業窓口までご相談くださいますようお願い致します。ロームの文書による事前の承諾を得ることなく、特定用途に本製品を使用したことによりお客様又は第三者に生じた損害等に関し、ロームは一切その責任を負いません。
(Note 1) 特定用途となる医療機器分類
日本
USA
EU
CLASSⅢ
CLASSⅡb
CLASSⅢ
CLASSⅣ
CLASSⅢ中国
Ⅲ類

2.

半導体製品は一定の確率で誤動作や故障が生じる場合があります。万が一、かかる誤動作や 故障が生じた場合であっても、本製品の不具合により、人の生命、身体、財産への危険又は損害が生じないように、お客様の責任において次の例に示すようなフェールセーフ設計など安全対策をお願い致します。
①保護回路及び保護装置を設けてシステムとしての安全性を確保する。
②冗長回路等を設けて単一故障では危険が生じないようにシステムとしての安全を確保する。

3.

本製品は、一般的な電子機器に標準的な用途で使用されることを意図して設計・製造されており、下記に例示するような特殊環境での使用を配慮した設計はなされておりません。したがいまして、下記のような特殊環境での本製品のご使用に関し、ロームは一切その責任を負いません。本製品を下記のような特殊環境でご使用される際は、お客様におかれまして十分に性能、信頼性等をご確認ください。
①水・油・薬液・有機溶剤等の液体中でのご使用②直射日光・屋外暴露、塵埃中でのご使用③潮風、Cl2、H2S、NH3、SO2、NO2 等の腐食性ガスの多い場所でのご使用④静電気や電磁波の強い環境でのご使用⑤発熱部品に近接した取付け及び当製品に近接してビニール配線等、可燃物を配置する場合。
⑥本製品を樹脂等で封止、コーティングしてのご使用。
⑦はんだ付けの後に洗浄を行わない場合(無洗浄タイプのフラックスを使用された場合も、残渣の洗浄は確実に行うことをお薦め致します)、又ははんだ付け後のフラックス洗浄に水又は水溶性洗浄剤をご使用の場合。
⑧本製品が結露するような場所でのご使用。

4.

本製品は耐放射線設計はなされておりません。

5.

本製品単体品の評価では予測できない症状・事態を確認するためにも、本製品のご使用にあたってはお客様製品に実装された状態での評価及び確認をお願い致します。

6.

パルス等の過渡的な負荷（短時間での大きな負荷）が加わる場合は、お客様製品に本製品を実装した状態で必ずその評価及び確認の実施をお願い致します。また、定常時での負荷条件において定格電力以上の負荷を印加されますと、本製品の性能又は信頼性が損なわれるおそれがあるため必ず定格電力以下でご使用ください。

7.

電力損失は周囲温度に合わせてディレーティングしてください。また、密閉された環境下でご使用の場合は、必ず温度測定を行い、最高接合部温度を超えていない範囲であることをご確認ください。

8.

使用温度は納入仕様書に記載の温度範囲内であることをご確認ください。

9.

本資料の記載内容を逸脱して本製品をご使用されたことによって生じた不具合、故障及び事故に関し、ロームは一切その責任を負いません。

実装及び基板設計上の注意事項
1.

ハロゲン系（塩素系、臭素系等）の活性度の高いフラックスを使用する場合、フラックスの残渣により本製品の性能又は信頼性への影響が考えられますので、事前にお客様にてご確認ください。

2.

はんだ付けは、表面実装製品の場合リフロー方式、挿入実装製品の場合フロー方式を原則とさせて頂きます。なお、表面実装製品をフロー方式での使用をご検討の際は別途ロームまでお問い合わせください。
その他、詳細な実装条件及び手はんだによる実装、基板設計上の注意事項につきましては別途、ロームの実装仕様書をご確認ください。

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Rev.003

応用回路、外付け回路等に関する注意事項
1.

本製品の外付け回路定数を変更してご使用になる際は静特性のみならず、過渡特性も含め外付け部品及び本製品のバラツキ等を考慮して十分なマージンをみて決定してください。

2.

本資料に記載された応用回路例やその定数などの情報は、本製品の標準的な動作や使い方を説明するためのもので、実際に使用する機器での動作を保証するものではありません。したがいまして、お客様の機器の設計において、回路やその定数及びこれらに関連する情報を使用する場合には、外部諸条件を考慮し、お客様の判断と責任において行ってください。これらの使用に起因しお客様又は第三者に生じた損害に関し、ロームは一切その責任を負いません。

静電気に対する注意事項
本製品は静電気に対して敏感な製品であり、静電放電等により破壊することがあります。取り扱い時や工程での実装時、保管時において静電気対策を実施のうえ、絶対最大定格以上の過電圧等が印加されないようにご使用ください。特に乾燥環境下では静電気が発生しやすくなるため、十分な静電対策を実施ください。（人体及び設備のアース、帯電物からの隔離、イオナイザの設置、摩擦防止、温湿度管理、はんだごてのこて先のアース等）

保管・運搬上の注意事項
1.

本製品を下記の環境又は条件で保管されますと性能劣化やはんだ付け性等の性能に影響を与えるおそれがありますのでこのような環境及び条件での保管は避けてください。
①潮風、Cl2、H2S、NH3、SO2、NO2 等の腐食性ガスの多い場所での保管②推奨温度、湿度以外での保管③直射日光や結露する場所での保管④強い静電気が発生している場所での保管

2.

ロームの推奨保管条件下におきましても、推奨保管期限を経過した製品は、はんだ付け性に影響を与える可能性があります。推奨保管期限を経過した製品は、はんだ付け性を確認したうえでご使用頂くことを推奨します。

3.

本製品の運搬、保管の際は梱包箱を正しい向き（梱包箱に表示されている天面方向）で取り扱いください。天面方向が遵守されずに梱包箱を落下させた場合、製品端子に過度なストレスが印加され、端子曲がり等の不具合が発生する
危険があります。

4.

防湿梱包を開封した後は、規定時間内にご使用ください。規定時間を経過した場合はベーク処置を行ったうえでご使用ください。

製品ラベルに関する注意事項
本製品に貼付されている製品ラベルに２次元バーコードが印字されていますが、２次元バーコードはロームの社内管理のみを目的としたものです。

製品廃棄上の注意事項
本製品を廃棄する際は、専門の産業廃棄物処理業者にて、適切な処置をしてください。

外国為替及び外国貿易法に関する注意事項
本製品は外国為替及び外国貿易法に定める規制貨物等に該当するおそれがありますので輸出する場合には、ロームにお問い合わせください。

知的財産権に関する注意事項
1.

本資料に記載された本製品に関する応用回路例、情報及び諸データは、あくまでも一例を示すものであり、これらに関する第三者の知的財産権及びその他の権利について権利侵害がないことを保証するものではありません。

2.

ロームは、本製品とその他の外部素子、外部回路あるいは外部装置等（ソフトウェア含む）との組み合わせに起因して生じた紛争に関して、何ら義務を負うものではありません。

3.

ロームは、本製品又は本資料に記載された情報について、ロームもしくは第三者が所有又は管理している知的財産権 その他の権利の実施又は利用を、明示的にも黙示的にも、お客様に許諾するものではありません。 ただし、本製品を通常の用法にて使用される限りにおいて、ロームが所有又は管理する知的財産権を利用されることを妨げません。

その他の注意事項
1.

本資料の全部又は一部をロームの文書による事前の承諾を得ることなく転載又は複製することを固くお断り致します。

2.

本製品をロームの文書による事前の承諾を得ることなく、分解、改造、改変、複製等しないでください。

3.

本製品又は本資料に記載された技術情報を、大量破壊兵器の開発等の目的、軍事利用、あるいはその他軍事用途目的で使用しないでください。

4.

本資料に記載されている社名及び製品名等の固有名詞は、ローム、ローム関係会社もしくは第三者の商標又は登録商標です。

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Datasheet
一般的な注意事項
1.

本製品をご使用になる前に、本資料をよく読み、その内容を十分に理解されるようお願い致します。本資料に記載される注意事項に反して本製品をご使用されたことによって生じた不具合、故障及び事故に関し、ロームは一切その責任を負いませんのでご注意願います。

2.

本資料に記載の内容は、本資料発行時点のものであり、予告なく変更することがあります。本製品のご購入及びご使用に際しては、事前にローム営業窓口で最新の情報をご確認ください。

3.

ロームは本資料に記載されている情報は誤りがないことを保証するものではありません。万が一、本資料に記載された情報の誤りによりお客様又は第三者に損害が生じた場合においても、ロームは一切その責任を負いません。

Notice – WE

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