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2021.10.13 DC/DC

입력 콘덴서의 배치

승압 DC/DC 컨버터의 기판 레이아웃

이제부터는 각각의 부품 배치와 그 포인트에 대해 설명하겠습니다. 지난 편에서 설명한 순서는 부품 배치를 정하는 순서로서, 이 순서에 따라 배치하면 능률적으로 설계할 수 있습니다.

입력 콘덴서의 배치

입력 콘덴서는 DC/DC 컨버터의 토폴로지 (승압 및 강압 등)에 관계 없이, 가장 중요한 부품입니다. 승압 컨버터의 경우, 입력 콘덴서에는 출력전압과 입력전압의 비율에 해당하는 대전류가 흐를 뿐만 아니라, 고주파 스위칭 전류인 인덕터의 리플 전류에 의해 충방전됩니다. 따라서, 이러한 대전류에 대한 대응과 고주파수 스위칭 전류에 대한 고속 응답성을 확보하기 위해, 통상적으로는 입력 콘덴서로서 대용량 CIN과, 고주파 디커플링용 CIBYPASS의 2종류를 사용합니다.

강압 DC/DC 컨버터의 입력 콘덴서와 마찬가지로, 1개의 콘덴서로 대전류 공급과 고속 응답성을 모두 만족할 수 있는 경우에는, CIN과 CIBYPASS를 1개의 세라믹 콘덴서로 함께 사용할 수 있습니다. 이러한 경우에는 고주파 스파이크 노이즈에 대한 배려를 우선시해야 합니다. 본 편에서는 1개의 콘덴서로 CIBYPASS와 CIN을 겸용으로 사용할 수 없는 경우를 전제로 설명하겠습니다.

CIBYPASS는 반드시 IC를 실장하는 면과 동일한 면에 배치하고, 가능한 IC의 입력 단자에 가깝게 배치합니다.

특히 GND 루프가 작아지도록 배치 · 배선하는 것을 권장합니다. CIBYPASS는 「승압 DC/DC 컨버터의 전류 경로」 편에서 설명한 바와 같이, 전류 파형이 급격한 부분의 공급원이며, 고주파 스파이크 노이즈가 발생하므로 특히 중요합니다.

오른쪽 그림은, 바람직한 입력 콘덴서의 배치 예입니다. CIBYPASS의 배치가 적절한 경우 CIN의 역할은 대전류 공급에 한정되므로 이를 전제로 CIN은 IC에서 2cm 정도 떨어져 있어도 무방합니다. 또한, 비아 (via)를 통해 이면에 배치하는 것도 허용할 수 있습니다.


바람직한 입력 콘덴서의 배치 예

키 포인트

・CIBYPASS는 반드시 IC를 실장하는 면과 동일한 면에 배치하고, 가능한 IC의 입력 단자에 가깝게 배치한다.

・CIBYPASS의 배치가 적절한 경우, CIN은 IC에서 2cm 정도 떨어져 있어도 무방하다. 또한, 이면 배치도 가능하다.

・대전류 공급과 고주파 스위칭 전류에 대한 고속 응답을 모두 확보할 수 있으면, CIN과 CIBYPASS를 1개의 세라믹 콘덴서로 겸용하여 사용할 수 있다.

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