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2022.05.25 DC/DC

스텝 응답 파형과 관련 부품 정수

리니어 레귤레이터의 간이적인 안정성 최적화 방법

지난 편에서는 스텝 응답과 RESR의 관계에 대해 설명했습니다. 그리고, 주의점으로 RESR뿐만 아니라, 출력 CO의 값이 변하면 특성도 변화한다고 설명했습니다. 이번에는 이러한 내용의 이해를 돕기 위해 지난 편의 측정 조건과 다른 CO값일 때의 스텝 응답 파형의 측정 데이터 예를 참고로 설명하겠습니다.

출력 콘덴서의 값과 스텝 응답 파형

지난 편에서 설명한 스텝 응답 파형은 회로도의 RESR을 0Ω~1Ω으로 변화시키는 경우의 예로, 출력 콘덴서 CO는 22µF이었습니다. 하기는 CO=22µF의 파형과, CO=44µF에서 RESR을 변화시켰을 때의 파형을 비교한 것입니다. 각 파형의 ③번부터 시간축이 변경되는 것에 유의하여 주십시오.

파형 데이터를 비교하면, 먼저 RESR이 동일하더라도 Co가 다르면 링잉의 상태가 상당히 달라진다는 것을 알 수 있습니다. 또한, CO=22µF / RESR=0.1Ω과 CO=44µF / RESR=50mΩ, 그리고 CO=22µF / RESR=0.2Ω과 CO=44µF / RESR=0.1Ω이 대략 비슷하게 보이는 것을 알 수 있습니다. CO가 2배 RESR은 1/2, 즉 CO와 RESR을 곱한 값이 같다면 스텝 응답 특성은 거의 같다고 생각할 수 있지만, RESR=0.2Ω 이후의 파형에서는 큰 차이가 없습니다.

이러한 파형을 통해, 지난 편에서 주의점으로 언급한 RESR뿐만 아니라, CO의 값에 따라서도 스텝 응답 특성이 변하는 것을 알 수 있습니다. 또한, 그 변화는 직선적이지 않다는 것도 알 수 있습니다. 그리고 앞에서 설명한 바와 같이, 부하 전류치, 전류 스텝의 slew rate, 리니어 레귤레이터 IC의 종류 등, 영향을 미치는 요소가 여러가지 있습니다. 따라서, 일률적으로 정수를 결정하기는 어려우므로, 해당 회로 조건에서 확인한 최적의 정수를 사용하는 것이 좋습니다.

또한, MLCC는 정전용량에 따라 사이즈가 달라지고, RESR로 표기한 저저항도 저항치에 따라 사이즈가 달라지므로 두가지 모두 가격도 달라지게 됩니다. 따라서 CO와 RESR을 함께 고려하여 스텝 응답을 최적화해야 합니다.

「리니어 레귤레이터의 간이적인 안정성 최적화 방법」 편은 이것으로 마치도록 하겠습니다.

키 포인트

・스텝 응답 특성은 몇가지 요소에 의한 통합적 특성이라고 할 수 있으므로, 1개의 부품 정수만으로 결정하는 것이 아니라, 다른 부품에 대해서도 검토하여 최적화한다.

・출력 콘덴서 CO의 정전용량도 스텝 응답 특성에 영향을 미친다.

・실제로는 RESR과 CO를 함께 고려하여 최적화한다.

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