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컨버터 구간(12V→5V) 커패시터 배치 관련 질문
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안녕하세요 제어쟁이님.
컨버터 구간(12V → 5V)을 학습하던 중, 커패시터 배치 방식에 대해 궁금한 점이 있어 질문드립니다.
보통 LDO 회로에서는 100nF와 같은 소용량 세라믹을 칩에 가장 가깝게, 그다음으로 22uF 전해/MLCC를 배치하는 것으로 알고 있습니다. 그런데 PCB 설계에서는 22uF가 100nF보다 스위칭 소자에 더 가깝게 배치되어 있었습니다.
이에 대해 제가 이해한 내용을 정리해 보았는데, 맞는지 확인 부탁드립니다.
전동기 인버터는 일반적인 LDO와 달리 수 A 단위의 큰 스위칭 전류 리플이 주요 과제라고 생각했습니다. 따라서 MHz 이상의 고주파 노이즈 억제(100nF)보다, 수백 kHz~MHz 대역의 스위칭 리플 전류를 효과적으로 줄이는 22uF MLCC를 스위칭 루프에 더 가깝게 두어 루프 임피던스를 최소화하는 것이 더 중요했을 것이라 이해했습니다.
제가 정리한 이 관점이 실제 설계 의도와 부합한다고 보아도 될까요? 바쁘신 와중에 답변해주셔서 감사합니다.
답변 2
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질문 감사합니다.
말씀하신 내용이 맞습니다.
즉, 설계 의도는 리플 전류와 저주파 노이즈를 줄이기 위해 22µF를 먼저 붙인 것이고, 질문자님이 이해하신 방향과 잘 맞습니다. 다만 실제 제품 개발에서는 EMC/EMI 시험을 하면서 값이나 위치를 조금씩 바꾸기도 한다는 점 참고하시면 좋겠습니다.
감사합니다.
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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. tom5289님.
질문 주신 내용에 대한 답변을 드리겠습니다. 인버터에서의 커패시터 배치는 중요한 요소이며, 특히 스위칭 전원 공급 장치에서의 위치 선정은 그 성능에 큰 영향을 미칩니다.
커패시터 배치와 역할 이해
고주파 노이즈 억제(세라믹 커패시터):
- 100nF와 같은 소용량 세라믹 커패시터는 매우 빠른 응답성을 가지고 있습니다. 주로 고주파 노이즈를 필터링하는 역할을 하며, 칩에 최대한 가깝게 배치하는 것이 일반적입니다.
- 100nF와 같은 소용량 세라믹 커패시터는 매우 빠른 응답성을 가지고 있습니다. 주로 고주파 노이즈를 필터링하는 역할을 하며, 칩에 최대한 가깝게 배치하는 것이 일반적입니다.
리플 전류 억제(전해/MLCC 커패시터):
- 22uF MLCC는 주로 리플과 같은 저주파 노이즈를 처리합니다. 고주파 노이즈보다는 수백 kHz 범위의 스위칭 리플을 효과적으로 줄이기 위해 회로에 가깝게 배치하는 것이 중요합니다.
- 22uF MLCC는 주로 리플과 같은 저주파 노이즈를 처리합니다. 고주파 노이즈보다는 수백 kHz 범위의 스위칭 리플을 효과적으로 줄이기 위해 회로에 가깝게 배치하는 것이 중요합니다.
따라서, 전동기 인버터가 수 A 단위의 큰 스위칭 전류 리플을 다루기 때문에 22uF MLCC를 스위칭 소자에 가깝게 배치하는 것은 적절한 설계라고 할 수 있습니다. 이는 전체적인 루프 임피던스를 최소화하고 스위칭 동작에 따른 변동을 억제하기 위함입니다.
따라서, tom5289님께서 정리하신 내용은 설계 의도에 부합한다고 볼 수 있습니다. 전동킥보드와 같은 시스템에서의 전원 처리 회로는 스위칭 특성을 잘 반영하여 배치 및 구성하는 것이 중요합니다.
더 많은 정보를 원하시면, 전동킥보드로 배우는 임베디드 실전 프로젝트 강의 자료를 참고하시면 좋을 것입니다.
저는 질문자님의 이해를 돕고자 지식공유자님의 기존 답변을 참고하여 유사한 답변 링크를 추천해드리고 있습니다.
현재 베타 기능으로 답변이 만족스럽지 않을 수 있는 점 양해 부탁드립니다. 🙏
추가적으로 궁금한 점이 있으시면, 이어서 질문해 주세요. 곧 지식공유자께서 답변해 주실 것입니다.