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2020.04.22 DC/DC

귀환 경로의 배선

DC/DC 컨버터의 기판 레이아웃

본 편에서는 출력으로부터의 신호를 전원 IC의 FB 단자에 귀환시키기 위한 배선에 대해 설명하겠습니다.

귀환 경로의 배선

귀환 신호의 배선은 신호 배선 중에서도 특히 주의가 필요합니다. 귀환 신호는, Figure 7-a의 왼쪽 회로도와 같이 출력전압은 배선을 통해, 저항에 의해 분압되어 전원 IC의 FB PIN 즉 에러 앰프의 입력에 귀환되고, 전원 IC는 그 전압 정보를 바탕으로 출력전압의 안정화를 실행합니다. 이러한 귀환 경로가 중요한 이유는, 만약 실제의 출력전압 이외의 노이즈 및 변동이 에러 앰프에 전달되면, 정확한 출력 안정화가 불가능할 뿐만 아니라, 조건에 따라서는 발진 등 동작이 불안정해지는 경우가 있기 때문입니다. 결과적으로 귀환 경로는 깨끗한 신호를 귀환시킬 수 있도록 고려해야 합니다.

D4_8_fig7-a.jpg

하기는 배선 시의 주의점입니다. Figure 7-a의 오른쪽 그림을 참조하여 주십시오.

  • ・귀환 신호 배선이 노이즈의 영향을 받게 되면 출력전압에 오차가 발생하고, 경우에 따라서는 동작이 불안정해진다.
  • ・귀환 신호를 입력하는 IC의 FB PIN은 임피던스가 높으므로, 이 PIN과 저항 분압 회로의 분압 노드는 가능한 짧은 배선으로 연결한다. : 그림의 (a)
  • ・출력전압을 검출하는 부분은, 출력 콘덴서의 양쪽 끝이나 출력 콘덴서보다 앞에서 검출한다. : 그림의 (b)
  • ・출력에서 저항 분압기까지의 배선은 평행하게 근접시키는 편이 노이즈에 영향을 받지 않는다. : 그림의 (c)
  • ・인덕터 및 다이오드의 스위칭 노드로부터 거리를 두고 배선한다. : 그림의 (d)
  • ・인덕터 및 다이오드의 바로 밑, 전력계의 배선과 평행하게 배선하지 않는다. (다층 기판에서도 동일)

이러한 점에 주의하여, 실제의 배선을 실시합니다. Figure 7-c는 비아를 통해 귀환 경로에 배선을 이면으로 이동하여, 스위칭 노드로부터 거리를 둔 레이아웃의 예입니다. 기판을 보시면 아시겠지만, 상기의 조건을 완벽하게 만족할 수 있는 배선은 그렇게 간단하지 않습니다. 특히 배선의 기본은 「가능한 짧게」입니다. 따라서, 하기의 기판에서 무턱대고 귀환 배선을 길게 하여 회로 전체로부터 거리를 두는 것은 좋은 방법이라고 할 수 없습니다. 이러한 경우에는, 귀환 신호의 배선을 이면으로 전개하는 아이디어도 있습니다.

D4_8_fig7-c.jpg
D4_8_fig7-d.jpg

Figure 7-d는 좋지 않은 예입니다. 귀환 경로가 인덕터에 평행하게 레이아웃되어 있으므로, 인덕터 주변에 발생하는 전계로 인해 귀환 경로에 노이즈가 유도됩니다.

실제로 다른 부품과의 관계 때문에 어쩔 수 없이 이상적인 배치 및 배선이 불가능한 경우가 있습니다. 이러한 경우에는 이상적인 배치의 기본이 무엇인지를 생각하여, 최대공약수적인 타협점을 찾아내야 합니다.

키 포인트

・출력으로부터의 귀환 신호 라인은 스위칭 노드로부터 거리를 두고 배치한다. 노이즈의 영향을 받게 되면 오차나 오동작이 발생한다.

・비아를 통해 기판 이면에 배선하는 방법도 있다.

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