회로기초02

[커페시터] 에너지를 전압의 형태로 저장하는 역활

커플링 커페시터: 회로에서 신호를 전송하는 러인에 걸리는 커패시터. 신호를 원활하게 결합할 수 있도록 도움..

AC 커플링 : AC와 DC성분을 모두 포함한 신호에서 DC신호 성분을 걸러내는 커패시터로 구성. 커페시터는 반드시 직렬로 연결되어야 함. DC신호로 걸러주기에 전압이 떨어져 있는것을 확인. 같은 Amplitude (진폭)이라도 장비 신호의 offset에 다를 수 있음. DC 성분을 제거함으로 서로 신호를 맞춰줌. ( 신호의 왜곡을 막고 신호 무결성 유지함)

DC 커플링 : AC및 DC 신호가 모두 통과 <div class="img_row"> </div>

[바이패스] <div class="img_row"> </div>

원래의 dc에 저주파 잡음이 있다. dc가 흔들리게 되는데, 커패시터는 고주파만 통과시키는 특징이 있기에, 바이패스로 저주파를 버리고 고주파만 통과 시켜 안정시킨다.

바이패스 커패시터는 노이즈 성분을 그라운드로 흘리거나 특정 주파수만 다음 블록으로 흘러주는 역활. 노이즈 제거, 잡음 제거. IC주변에 주렁 주렁 달린 커페시터는 바이패스용 커패시터. 디커플링 커페시터를 가끔 바이패스 커패시터라고도 하는데, 디커플링은 노이즈를 분리해주는 역활을 한다. 바이패스는 안정된 직류만 통과 시키는 역활을 한다. 커플링과 디커플링은 rf같은 무선 회로에 쓰이게 된다. 일반 회로에서는 바이패스를 주로 사용한다.

[평활]

오른쪽 위 그래프의 교류 신호가 정류 회로를 거치면, 오른쪽 아래의 직류(맥류) 신호로 되고, 평활을 거치면 맥류가 사라진 웨이브가 없는 일정한 직류 신호로 된다.

맥류(주기적으로 오르락 내리락 하는 전류.) 신호를 일정 직류 신호로 보내기 위한 회로에 쓰임. 평활회로는 높은 전압은 낮추고 낮은 전압은 높여 일정한 전압을 유지하게 한다. 커페시터가 충방전을 반복해 전압의 변동을 줄이는것이다.

*** [레귤레이터]

리니어 레귤레이터 : 입력 출력력, 피드백(출력이 가변일 경우 출력 전압의 귀한이 필요) 핀으로 구성 구성회로 간단, 안정성 높음, 리니어 레귤레이터는 피득백 제어시스템이기 때문에 입력과 출력에 반드시 권장하는 커패시터를 달아줘야함. 요량은 각 레귤레이터의 데이터시트를 참조 피드 포워드 커패시터 관련 정리 링크 https://www.seminet.co.kr/channel_micro.html?menu=content_sub&com_no=702&category=article&no=9121

LDO 레귤레이터 : 리니어 레귤레이터의 한 종류. 낮은 입출력 준위차에도 동작하는 리니어 레귤레이터. 5V입력을 받으면 4.7V나 4.5V처럼 최저한의 전위차로 동작함으로 에너지 손실이 적어 발열등을 억제 하는 설계가 가능. 입력 전압 대비 출력 전압의 차가 적을때 설계.

스위칭 레귤레이터 : 스위치 소자의 ON/OFF를 반복을(고속 반복) 통해 출력 전압을 조절. 강압과 승압 모두 가능하며 부전압 생성도 가능. 펄스폭 제어나 인덕터나 다이오드 회로를 위해 회로 구성이 복잡. 하며 노이즈가 많은 단점이 있음. 전력 손실은 적음.

[데이터터시트 분석 및 부품 설계]

LDO레귤레이터 MIC69303YME_LDO 데이터 시트 분석

[General Description] MIC69301/2/3은 1A, 1.5A, 3A 및 5A의 전류를 지원하는 MIC69xxx 고전류, 저전압 레귤레이터 제 품군의 3A 출력 전류 제품입니다. 이 제품군은 단일 저전압 공급 장치로 작동하지만 최악의 조건에서도 높은 정밀도와 500mV의 초저드롭아웃을 제공합니다. MIC69301/2/3은 1.65~5.5V의 입력 전압에서 작동합니다. 이는 고전류에서 저전압이 필요한 디지털 회로(예: PLD, DSP, 마이크로컨트롤러 등)를 구동하도록 설계되었습니다. 이 레귤레이터는 조정 가능 및 고정 출력 전압으로 제공됩니다. 조정 가능한 버전은 최저 0.5V까지 출력 전압을 지원할 수 있습니다. MIC69301/2/3의 캡 설계는 낮은 값, 낮은 ESR 세라믹 출력 커패시터의 안정성을 위해 최적화되었습니다. MIC69301/2/3의 기능에는 열 차단 및 전류 제한 보호가 포함됩니다. 논리 활성화 및 오류 플래그 핀도사용할 수 있습니다. MIC69301/2/3은 TO-263, S-PAK 및 ePad SOIC-8패키지로 제공됩니다. MIC69303은 12핀 4mm x4mm MLFT™ 패키지로도 제공됩니다. 모든 패키지의 작동 온도 범위는 -40°C ~ +125°C입니다. 데이터시트와 지원 문서는 Micrel 웹사이트www.micrel.com에서 찾을 수 있습니다.

Features 인풋 전압 : 1.65~ 5.5V입력을 최대 드롭아웃 : 500mv(0.5)만큼 전압 하강하게 만들수 있다. 1.65가 입력되면 최대 1.65-0.5 = 1.15v만큼 전압 하강이 가능하다. 안정적인 입출력을 위해서 10uF세라믹 커패시터를 달아줘야함. 나머지는 바이패스로

Trypical Application

MIC6931은 어떤 입력 전압이라도 1.2V고정 출력, 출력에 OUT-FLG 100K옴 저항이 필요하고 바이패스와 안정적인 입력과 출력을 위해서 10uF 세라믹 캐패시터가 필요하다.

MIC69302/3은 R1과 R2로 출력전압의 조절 가능하다.

아래 출력 전압의 조절 공식 확인.

MIC69302/3 Adjustable Regulator Design <div class="img_row"> </div>

전압 조절할 조항읁 10k옴을 초과하면 안됨. Vout = 0.5((R1/R2)+1)

Ordering Information 실제 주문 부품 파트 넘버

스위칭 레귤레이터 TPS62130A 데이터 시트 분석 보통 스탭 다운 컨버터로 불린다.

1 Features 입력 전압 범위: 3~17V, 최대 3A 출력 전류 0.9~6V 범위에서 조정 가능한 출력 전압.(최소 2.1v의 전위차가 있어야 한다) 핀 선택 가능 출력 전압(공칭, + 5%) 프로그래밍 가능한 소프트 스타트 및 추적 원활한 절전 모드 전환 대기 전류: 17μA(통상) 선택 가능한 작동 주파수 Power Good Output : PG 핀이 존재해서 출력이 원활한지 high or low 으로 확인 가능하다. 100% 듀티 사이클 모드 단락 보호 과열 보호 TPS62140 및 TPS62150과 핀투핀 호환 가능 3mm x 3mm, QFN-16 패키지로 제공

Description TPS6213X 제품군은 전력 밀도가 높은 애플리케이션에 최적화된 사용하기 쉬운 동기식 강압 DC-DC 컨버터입니다. 일반적으로 2.5MHz 의 높은 스위칭 주파수를 통해 소형 인덕터를사용할 수 있으며 DCS-Control™ 토폴로지를사용하여 빠른 과도 응답과 높은 출력 전압 정 확도를 제공합니다. 3~17V의 넓은 작동 입력 전압 범위를 갖춘 이장치는 리튬 이온 또는 기타 배터리는물론 12V 중간 전력 레일로 구동되는 시스템에 이상적으로 적합합니다. 이 제품은 0.9V~6V의 출력 전압에서 최대 3A의 연속 출력전류를 지원합니다(100% 듀티 사이클 모드사용). 출력 전압 시동 램프는 소프트 스타트 핀으로 제어되므로 독립형 전원 공급장치 또는 추적 구성으로 작동할 수 있습니다. 활성화 및 오픈 드레인 Power Good 핀을 구성하여 전력 시퀀싱도 가능합니다.절전 모드에서 장치는 VIN에서 약 17μA의 대기 전류를소비합니다. 부하가 작은 경우 자동으로 원활하게 진입되는 절전 모드는 전체 부하 범위에서 높은 효율을 유지합니다. 셧다운 모드에서는 장치가 꺼지고 셧다운 전류 소비는 2μΑ 미만입니다.

Typical Application Schematic

출력 구성을 확인하자. 입력 : 3~17v 인풋과 10uf sw : 인덕터를 vos와 pg핀들을 통해서 pw제어를 하고 출력 제어를 한다.

Device Comparison Table 파트 넘버를 확인해보면 131!133은 output voltage가 고정인 것을 확인할 수 있다. 파워굿 로직 레벨 베이스도 알 수 있다.

핀 구조.

8.3 Feature Description 항목을 자세히 확인하자.

8.3.1 Enable / Shutdown (EN Enable(EN)이 High로 설정되면 장치가 작동을 시작합니다. EN이 Low로 당겨지면 강제 종료됩니다. 차단 전류는 일반적으로 1.5μA입니다. 셧다운 중에 내부 전력 MOSFET은 물론 전체 제어 회로가 꺼졌습니다. 내부 저항 분배기는 출력 전압을 원활하게 낮춥니다. EN 신호는 다음과 같아야 합니다. 외부적으로 높음 또는 낮음으로 설정됩니다. 약 400kΩ의 내부 풀다운 저항이 연결되어 EN 로직을 유지합니다. low, 처음에 Low가 설정된 경우 핀이 플로팅됩니다. 핀이 High로 설정되면 연결이 끊어집니다. EN 핀을 다른 파워 레일의 적절한 출력 신호에 연결하면 여러 파워 레일의 시퀀싱이 제공됩니다. 파워 레일

8.3.2 Soft Start / Tracking (SS/TR 내부 소프트 스타트 회로는 스타트업 중 출력 전압 기울기를 제어합니다. 이는 과도한 돌입을 방지합니다. 전류를 제어하고 출력 전압 상승 시간을 보장합니다. 또한 높은 전압에서 원치 않는 전압 강하를 방지합니다. 임피던스 전원 또는 배터리. EN이 장치 작동을 시작하도록 설정되면 장치는 다음 이후에 전환을 시작합니다. 약 50μs의 지연과 VOUT은 SS/TR에 연결된 외부 커패시터에 의해 제어되는 기울기에 따라 상승합니다. 핀. 일반적인 시동 작업은 그림 40 및 그림 41을 참조하십시오. 가장 긴 시작 시간에 대한 이론적 한계. TPS6213X는 사전 바이어스 출력으로 시작할 수 있습니다. 단조로운 동안 사전 바이어스된 시동에서는 장치의 내부 램프가 설정될 때까지 두 전력 MOSFET 모두 켜지지 않습니다. 프리바이어스 전압보다 출력 전압이 높습니다. 출력이 약 0.5V 미만인 한 전류 제한은 다음과 같이 감소합니다. 일반적으로 1.6A가 내부적으로 설정됩니다. 장치가 종료(EN=GND), 저전압 차단 또는 열로 설정된 경우 종료되면 내부 저항이 SS/TR 핀을 끌어내려 적절한 로우 레벨을 보장합니다. 그 주에서 돌아오는 중 SS/TR 연결에 의해 설정된 대로 새로운 시동 순서가 발생합니다. SS/TR에 공급되는 전압은 마스터 전압을 추적하는 데 사용될 수 있습니다. 출력 전압은 이 전압을 따릅니다. 위아래 양방향으로(응용 프로그램 및 구현 참조)

8.3.5 Frequency Selection (FSW) 매우 작은 솔루션 크기로 높은 전력 밀도를 얻으려면 높은 스위칭 주파수를 사용하여 작은 전류를 사용할 수 있습니다. 출력 필터용 외부 부품. 그러나 스위칭 손실은 스위칭 주파수에 따라 증가합니다. 만약에 효율성이 핵심 매개변수입니다. 솔루션 크기보다 스위칭 주파수를 절반(1.25MHz)으로 설정할 수 있습니다. 일반적으로) FSW를 High로 끌어옵니다. 돌입 전류를 제한하려면 FSW=Low로 시작해야 하며, 이는 다음과 같이 수행할 수 있습니다. VOUT 또는 PG에 연결합니다. 낮은 주파수로 실행하면 효율성이 높아지지만 출력 전압도 높아집니다. 리플이 달성됩니다. 고주파수 작동(일반적으로 2.5MHz)을 수행하려면 FSW를 Low로 당깁니다. 낮은 리플과 최대 출력을 얻으려면 더 낮은 스위칭 주파수에서 전류를 차단하려면 최소 2.2μH의 인덕터를 사용하는 것이 좋습니다. 스위칭 필요한 경우 작동 중에 주파수를 변경할 수 있습니다. 내부에는 약 400kOhm의 풀다운 저항이 있습니다. 핀에 연결되어 DEF 핀과 동일한 방식으로 작동합니다(위 참조)

8.4.3 100%Duty-CycleOperation

R2는 400K옴을 넘으면 안된다. 계산 공식은 vout = 0.8((r1/r2)+1)이 된다.

예를 들어서 R1 = 20K옴 R2 = 6.2K옴 일경우 0.8((20/6.2)+1) = 해서 Vout는 3.22.. 전압이 나온다.