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2021.01.20 AC/DC

주요 부품 선정 : 전원 IC의 BO (브라운 아웃) 핀 관련 부품

SiC-MOSFET를 사용한 절연형 의사 공진 (Quasi-Resonant) 컨버터의 설계 사례

VCC 핀 관련 부품에 이어, 이번 설계 사례에 사용하는 전원 IC의 BO 핀에 관련된 부품 정수를 결정해보겠습니다. BO 핀은 전원 IC BD7682FJ의 브라운 아웃 기능 설정 핀입니다.

브라운 아웃 기능이란?

브라운 아웃 기능은 입력전압 VIN이 정상 동작에 필요한 전압보다 낮은 경우에, 스위칭 동작을 정지하는 보호 기능입니다. 이 기능은 BO 핀이 담당하고 있으며, 예를 들어 기동 시에는 BO 핀 전압이 브라운 아웃 검출 전압치를 넘을 때까지 스위칭 동작을 개시하지 않으므로, 불확정 출력전압을 발생시키지 않습니다. 또한, 동작 중에 VIN이 저하되어, BO 핀 전압이 브라운 아웃 검출 전압치를 밑돌면 스위칭 동작을 정지시킵니다. 동작 정지 시에는 latch하지 않고, VIN이 복귀하여 BO 핀 전압이 다시 브라운 아웃 검출 전압치를 넘으면 자동적으로 동작을 재개합니다.

브라운 아웃 설정 저항 R7, R8, R9, R10, R15 및 BO 핀 콘덴서 C8

오른쪽 회로도는 BO 핀에 필요한 저항과 콘덴서, 그리고 내부 블록도를 나타내고 있습니다. BO 핀은 IC 내부의 전압 콤퍼레이터의 비반전 입력에 접속되어 있으며, 콤퍼레이터의 반전 입력에는 비교 전압 1.00V가 부가되고 있습니다. 이에 따라 브라운 아웃 검출 전압 VBO는 표준 1.00V, 최소 0.92V, 최대 1.08V로 규정되어 있습니다.

BO 핀에는 VIN을 RH와 RL로 저항 분압한 전압을 입력하고, 1V를 임계치로 하여 스위칭 동작의 개시와 정지를 제어합니다. 즉, RH와 RL을 통해 스위칭 개시 및 정지 전압을 설정합니다.

또한, 저항치의 산출 시에는 하기 브라운 아웃 검출 히스테리시스 전류 IBO를 고려할 필요가 있습니다.

VBO1V (스위칭 정지 상태) : IBO의 싱크 있음
VBO≧1V (스위칭 동작 상태) : IBO의 싱크 없음

A5_10_graf01

IBO는 표준 15µA, 최소 10µA, 최대 20µA로 규정되어 있습니다.

하기는 RH와 RL의 설정치를 나타낸 것입니다.

스위칭 동작을 개시하는 VIN (low→high)을 VINON, 동작을 정지하는 VIN (high→low)을 VINOFF라고 하면,

A5_10_graf02

이러한 식을 바탕으로, RH와 RL은 하기 식으로 산출할 수 있습니다.
VINON=90V, VINOFF=60V, VBO=1V, IBO=15µA라고 하면,

A5_10_graf03

앞서 제시한 회로에서는,
RH=R7+R8+R9+R10=470kΩ+470Ω+470Ω+470Ω=1.88MΩ, RL=R15=33kΩ으로 하였습니다.

콘덴서 C8의 경우, BO의 라인은 임피던스가 높아 노이즈에 민감하므로, 반드시 탑재해야 합니다. 기준은 0.01µF~1µF이며, 상기 회로에서는 0.1µF을 선택하였습니다.

키 포인트

・브라운 아웃 기능이란, VIN이 정상 동작에 필요한 전압보다 낮은 경우에, 스위칭 동작을 정지하는 보호 기능이다.

・VIN을 저항 분압한 전압을 BO 핀에 부가하여, 동작 개시 및 정지 전압을 설정한다.

・정수 계산은 수식을 바탕으로 한다.

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