CH340 전원 연결

Question

삼코치님, CH340C 전원 연결 관련해서 확인 부탁드립니다. USB 1번 핀에서 5V 전원을 받아 사용하는 경우라면, CH340C의 VCC는 USB 1번 핀의 5V에 연결하고, VCC에는 0.1µF 디커플링 커패시터를 GND로 연결하는 것이 맞다고 이해했습니다. 또한 5V 사용 시 V3 핀은 VCC에 연결하는 것이 아니라, 0.01µF 커패시터를 GND로 연결해야 하는 것으로 보입니다. 그렇다면 강의에서 설계한 회로는 이 연결 방식과 다른 것 같은데, 제가 이해한 내용이 맞는지 확인 부탁드립니다.

samcoach · Answer

안녕하세요, 답변 남겨드립니다. 질문하신 데이터시트 해석은 맞습니다. 다만 강의에서 구성한 회로는 USB 1번 핀의 5V를 CH340C의 VCC에 직접 인가하는 5V 동작 회로가 아니라, STM32의 3.3V UART 레벨과 전원 도메인을 맞추기 위해 CH340C도 3.3V로 동작시키는 방향으로 설계한 회로입니다. CH340C는 동작 전압에 따라 V3 핀의 연결 방식이 달라집니다. VCC에 5V를 공급할 때에는 V3와 GND 사이에 0.1uF 커패시터를 연결하고 V3를 VCC와 분리해야 합니다. 반대로 VCC에 3.3V를 공급할 때에는 V3와 VCC를 연결하는 것이 데이터시트에서 제시하는 구성입니다. 질문에 작성하신 0.01uF는 0.1uF로 확인해 주시면 됩니다. 강의 회로에서 USB 커넥터의 VBUS 5V가 보이기 때문에 CH340C도 5V로 직접 구동되는 것처럼 보일 수 있습니다. 실제 설계 의도는 USB의 5V를 보드 입력 전원으로 사용하되, CH340C 전원은 3.3V 전원 레일에 포함하는 것입니다. 이렇게 구성하면 CH340C의 TXD 출력과 STM32의 RX 입력 사이에 별도의 레벨 시프터를 추가하지 않아도 되고, MCU의 3.3V I/O 절대최대정격을 검토해야 하는 부담도 줄어듭니다. 실무에서는 CH340C를 5V로 구동하면서 STM32의 5V tolerant 핀에 연결하는 방식도 사용할 수 있습니다. 다만 MCU의 모든 핀이 5V tolerant인 것은 아니며, 전원이 꺼진 상태에서 UART 신호가 먼저 들어오는 back-power 상황까지 고려하면 CH340C와 MCU를 동일한 3.3V 전원 도메인으로 묶는 편이 검증 항목이 줄어듭니다. 부품 1개를 줄이는 것보다 전원 시퀀스와 입력 보호 리스크를 줄이는 쪽을 우선한 구성이라고 이해하시면 됩니다. 따라서 USB VBUS 5V를 CH340C VCC에 직접 연결하는 회로를 설계하신다면 말씀하신 대로 V3에는 0.1uF를 GND로 연결해야 합니다. 강의 회로처럼 CH340C를 3.3V로 구동하는 조건에서는 VCC와 V3를 연결하는 구성이 맞습니다. 회로도에서도 USB_VBUS와 CH340_VCC 또는 3V3 전원 네트를 구분해서 확인하시면 두 연결 방식의 차이가 명확하게 보일 겁니다. 해당 내용은 강의의 UART to TTL Converter 데이터시트 리딩과 schematic 설계 구간에서 다루는 전원 조건별 핀 구성에 해당합니다.