인프런 커뮤니티 질문&답변

안녕하세요, 답변 남겨드립니다.

복습 중 단순히 회로를 따라가는 데 그치지 않고, 실제 설계 의사결정의 타당성을 고민하셨다는 점에서 매우 좋은 태도를 보이고 계십니다. 이번 강의에서 다뤘던 Power Budget과 전력 구조 설계에 대해 말씀드리겠습니다.

먼저, Power Budget 산정 시 일반적으로는 전력 변환기의 효율은 고려하지 않고, 부하 측에서 요구되는 전류량을 중심으로 정리합니다. 즉, 각 부품이 필요로 하는 전류를 단순 합산한 뒤, 해당 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 전원 소자를 선정하는 것이 1차 목표입니다. 이유는 Power Budget이 ‘부하 요구 전류 기반의 정적 예산’이라는 개념으로 출발하기 때문입니다. 효율을 반영한 계산은 이후 단계에서 전원 소자(예: LDO, DCDC)의 입력 전류 용량이나 발열 해석 등 구체적인 하드웨어 설계 단계에서 적용됩니다.

물론 말씀하신 것처럼 DCDC는 일반적으로 80~90% 수준의 효율을 가지며, LDO는 드롭 전압에 따라 효율이 현저히 낮아질 수 있습니다. 따라서 Power Budget을 보다 현실적으로 만들기 위해서는 2차 정제 단계에서 각 전원 소자의 효율을 반영한 입력 전류 및 발열량까지 추정하는 것이 맞습니다. 강의에서는 기초 설계자 입장에서 전류 소모 총량의 구조적 파악을 우선한 뒤, 효율과 발열을 반영해보는 연습을 과제로 넘긴 것이라고 보시면 됩니다. 실제 제품 설계에서는 반드시 두 단계를 모두 수행해야 하며, 여러분도 이렇게 ‘효율 반영’ 여부에 질문을 던지는 감각은 매우 중요합니다.

두 번째 질문에 대해 답변드리면, 강의 내에서 LDO를 선택한 이유는 실제 사용 목적과 회로의 단순화를 고려한 결과입니다. 12V에서 3.3V나 1.8V로 바로 변환하는 경우, DCDC가 효율 면에서는 분명 더 유리하지만, 이 설계에서는 다음과 같은 몇 가지 이유로 LDO가 선택되었습니다.

1. 잡음 특성: LDO는 출력 리플이 작고 노이즈 억제 능력이 우수하여, ADC, 센서, RF 회로 등 민감한 회로에 안정적인 전압을 공급할 수 있습니다. DCDC는 고주파 스위칭 노이즈를 수반하기 때문에 일부 민감한 회로에서는 사용이 제한됩니다.

2. 부하 전류가 작음: 이번 예시 회로의 각 도메인(예: MCU, 센서 등)의 부하 전류가 비교적 작기 때문에, 절대적인 손실 전력 자체가 크지 않아 LDO의 효율 저하가 전체 시스템에 미치는 영향이 제한적입니다.

3. 회로 단순화 및 BOM 최적화: DCDC 회로는 인덕터, 스위칭 소자, 레이아웃 고려사항이 많기 때문에, 소형화나 회로 안정성, 부품 수를 줄이는 관점에서는 LDO가 더 간편한 선택일 수 있습니다.

즉, 효율이라는 하나의 관점만으로 전원 구조를 결정하는 것이 아니라, 회로의 특성, 노이즈 민감도, 부하 전류 수준, 비용 및 공간 등 다양한 요소를 종합 고려한 결과라고 이해하시면 좋겠습니다. 실무에서도 이와 같은 기준을 바탕으로 DCDC와 LDO의 사용처를 명확히 구분하는 것이 중요합니다.

정리하자면, Power Budget은 부하 요구 전류를 중심으로 1차 작성하고, 효율은 그 이후의 정제 단계에서 반영합니다. LDO 선정 또한 단순한 효율 논리를 넘어선, 회로 특성 기반의 선택이며, 강의에서는 이 전체 흐름을 구조적으로 훈련시키는 데 초점을 두었습니다. 이러한 점을 고민하셨다는 것만으로도 매우 좋은 방향으로 사고하고 계신 것입니다.