션트 레귤레이터 회로부 : 주변 회로 부품 선정

지난 편까지는 사용하는 전원 IC BM1R00147F의 동기정류 회로부 주변 부품에 대해 설명했습니다. 이번에는 「션트 레귤레이터 회로부의 주변 부품」에 대해 설명하겠습니다.

복습을 겸하여 BM1R00147F의 구성 블록을 다시 확인하고 싶은 경우에는 「설계에 사용하는 IC」 편을 참조하여 주십시오.

션트 레귤레이터 회로부의 주변 부품

임피던스가 지나치게 높으면 노이즈에 민감해지는 등 불안정해질 가능성이 있으므로, 동작의 안정성을 고려하여 I_FB=10µA 정도가 되도록 R_FB1과 R_FB2를 선정합니다. VOUT은 내장 션트 레귤레이터의 기준 전압 VREF=0.8V (Typ)를 바탕으로 하기 식을 통해 결정됩니다.

본 설계 사례에서 VOUT은 5V이므로 R_FB1, R_FB2는 하기 식과 같이 구할 수 있습니다.

VOUT=5V에서 I_FB=10µA로 하기 위해 R_FB1과 R_FB2의 합계를 500kΩ으로 하고, 분압점 (SH_IN)의 전압이 0.8V가 되도록 R_FB1과 R_FB2의 비율을 구하면 됩니다.

다음으로, C_FB1과 C_FB2를 결정합니다. C_FB1은 위상보상용 콘덴서로 1000pF 정도의 제품을 선정하는 것이 좋습니다. C_FB2는 SH_IN 단자 노이즈 제거용 콘덴서입니다. 100~470pF 정도가 기준이 됩니다. 본 설계 사례에서는 220pF으로 선정하였습니다.

포토 커플러 PC1에 바이어스를 부가하는 저항 R_SH1을 통해 출력 부하 응답을 조정할 수 있습니다. R_SH1을 작게 하면 출력 부하 응답이 빨라지고, 출력전압의 부하 변동을 억제할 수 있습니다. 그러나, 부하 응답의 고속화와 안정성은 트레이드 오프 관계이므로, 충분한 검증이 필요합니다. 본 설계 사례에서는 510Ω으로 선정하였습니다.

저항 R_SH2는 내장 션트 레귤레이터의 회로 전류를 설정합니다. SH_IN=Low일 때, SH_OUT 단자 전류의 최대치 I_{SH_OUT_max}는 75µA입니다. 따라서, 포토 커플러 PC1의 Vf 최소치 Vf_min과 R_SH2의 관계는 하기 식을 만족해야 합니다.

포토 커플러 PC1의 Vf_min=1.1V일 때, 하기 식에서 R_SH2는 14.7kΩ 이하로 산출됩니다.

본 설계 사례에서는 마진을 고려하여 12kΩ을 선택하였습니다.

션트 레귤레이터 회로부의 주변 부품 선정에 대한 설명은 이것으로 마무리하겠습니다.