출력 콘덴서의 배치

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 C_IN과 출력 콘덴서 C_O에 흐르는 전류의 차이점을 확인하겠습니다. 파형도의 I_CO가 출력 콘덴서, I_CIN이 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 C_O는 출력 필터의 역할도 합니다.

출력 콘덴서의 배치

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

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

C_O의 GND를 C_IN의 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.