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2020.03.25 DC/DC

출력 콘덴서의 배치

DC/DC 컨버터의 기판 레이아웃

지난번 「인덕터의 배치」에 이어, 이번에는 중요 부품 중 하나인 「출력 콘덴서의 배치」에 대해 설명하겠습니다. 이번 내용과 함께 출력 콘덴서의 역할과 요구 사항을 확인해 두면 도움이 될 것입니다. DC/DC 설계편 「출력 콘덴서의 선정」을 참조하여 주십시오.

출력과 입력 콘덴서 전류의 차이점

복습 차원에서, 먼저 입력 콘덴서 CIN과 출력 콘덴서 CO에 흐르는 전류의 차이점을 확인하겠습니다. 파형도의 ICO가 출력 콘덴서, ICIN이 입력 콘덴서의 전류 파형입니다.

입력 콘덴서에는 비교적 큰 전류가 급격하게 반복하여 흐르지만, 출력 콘덴서는 출력전압을 중심으로 출력 리플 전압과 연동하여 매끄럽게 충방전을 반복합니다. 이는 출력 라인에 직렬로 인덕터가 삽입되어 있기 때문이며, 인덕터 L과 CO는 출력 필터의 역할도 합니다.

D4_7_ico.gif

출력 콘덴서의 배치

CO의 GND 접속은 CIN의 GND 접속 부분에서 1~2cm 떨어진 위치에, 가능한 인덕터에 가깝게 배치합니다.

위에서 기술한 바와 같이, 입력 콘덴서는 급준한 rising / falling 전류가 반복하여 흐르므로, CIN이 접속되는 GND 패턴에는 수백 MHz의 고주파가 유입됩니다. 당연히 CO가 접속되는 GND 패턴은 동일한 GND 패턴이므로, CIN의 접속 부분에 가깝게 CO를 배치하면, 입력의 고주파 노이즈가 CO를 통해 출력으로 전달될 가능성이 있습니다. 하기 오른쪽 그림은 이러한 내용을 모식화한 것입니다.

D4_7_bd.gif

CO의 GND를 CIN의 GND로부터 1~2cm 정도 거리를 두는 이유는, 박막 배선의 인덕턴스와 저항 성분이 필터의 역할을 하여, 고주파 노이즈를 저감시킬 수 있기 때문입니다. 즉, 기생 성분을 잘 이용하는 것입니다.

전체의 위치 관계에 대한 예는 상기 기판 패턴도를 참조하여 주십시오.

키 포인트

・출력 콘덴서는 가능한 인덕터에 가깝게 배치한다.

・고주파 노이즈의 전도를 저감하기 위해, CIN의 GND와 CO의 GND는 1~2cm 거리를 두고 배치한다.

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