개요: DC-DC 컨버터를 이용할 때 설계자들이 주로 직면하게 되는 문제는 표준 출력 전압만 이용이 가능하다는 것이다. 출력 전압을 보정하거나 조정할 필요가 있을 때에는 고정밀도의 비표준 저항이 필요하다. 이 애플리케이션 노트에서는 스텝 업 DC-DC 컨버터의 피드백 루프에 DS3906을 이용하여 출력 전압을 보정 및/또는 조정하는 방법에 대해 설명한다. DS3906은 외부 저항과 병렬로 사용할 경우, 서브옴 수준의 정밀도로 조정이 가능하다.
예제 회로에서는 DS3906과 최대 36V, 120mW (최대)까지 출력이 가능한 스텝 업 DC-DC 컨버터 MAX5025를 사용했다.
고정형 스텝 업 DC-DC 컨버터
MAX5025 데이터 시트의 일반적인 회로가 그림 1에 나타나 있다. 이 회로에서 출력 전압 VOUT은 고정 저항 R1과 R2 비율에 의해 결정된다. 이 두 저항은 전압 분배기를 형성하는데, 이것은 일부 출력 전압을 FB 핀에 되돌려 폐루프 시스템을 만든다. 시스템의 평형상태는 VOUT이 희망 출력 전압을 발생하고, R1과 R2 전압 분배기가 1.25V를 FB 핀에 되돌릴 경우에 이루어진다. VOUT이 희망 출력 전압보다 낮을 경우, 즉 FB(VFB)에 되돌린 전압이 1.25V보다 낮을 경우, DC-DC 컨버터는 FB가 1.25V에 도달할 때까지 추가 전력을 공급한다. MAX5025 데이터 시트에서 VOUT에 대한 공식 1을 계산하면 VREF, 즉 FB 설정 포인트가 MAX5025에 대해 1.25V일 때 공식 2가 만들어진다.
그림 1. 고정형 스텝 업 DC-DC 컨버터 회로도
피드백 경로에 디지털 포텐쇼미터 추가하기
디지털 포텐쇼미터를 그림 1의 회로에 추가하는 방법에는 몇 가지가 있지만, 여기에서는 그림 2와 같이 전압 분배기 구성에 대해 중점적으로 설명한다.
그림 2. 디지털 포텐쇼미터를 이용한 피드백 경로 설명
그림 2의 구성으로 DC-DC 컨버터의 출력 전압을 원하는 값으로 미세 조정할 수 있다.
다음과 같이 공식 2를 재정의할 수 있다.
계산
다음과 같은 몇 가지 초기 설계 가정들을 만든다. 즉, VREF = VFB = 1.25V이고 포텐쇼미터가 중간 위치(20h)에 설정될 때, 원하는 출력 전압은 32V이며, 외부 저항과 DS3906을 사용하여 선형 응답을 만든다.
애플리케이션 노트 DS3906을 위한 저항 계산기와 관련 엑셀 스프레드시트에서는 DS3906의 외부 저항을 선택하는 방법에 대해 설명한다. 그림 3에서 설명된 애플리케이션의 경우, 저항 H2는 외부 저항 270Ω과 함께 사용했다. 외부 저항의 중간 저항은 약 200Ω이며, MAX5025의 R1과 R2 계산에 이 중간 저항이 사용되었다.
R2를 9.8kΩ으로 설정했다고 가정할 경우, 공식 3을 근거로 하여 원하는 R1 값을 계산한다. 계산된 R1 값은 246kΩ이다.
이 애플리케이션 노트와 관련된 스프레드시트를 이용하여 이 특정 구성으로 프로그래밍 가능한 전압 범위를 계산할 수 있다. 스프레드시트는 출력 전압의 매우 미세한 조정이 가능하다는 것을 보여주며, 사용자가 R1, R2 및 외부 저항(H2와 병렬로)의 다양한 값을 시험할 수 있도록 해준다.
그림 3. DS3906을 사용한 최종 회로
결론
이 애플리케이션 노트에서는 스텝 업 DC-DC 컨버터의 피드백 루프에 디지털 포텐쇼미터를 이용하여 출력 전압을 보정하는 방법에 대해 설명하였다. 구체적인 실례로 MAX5025와 DS3906을 사용하여 32V를 만드는 것을 보였지만, 이 개념은 기타 포텐쇼미터/컨버터 조합에 적용할 수 있고, 그 밖의 출력 전압 및 전력 등급에도 적용할 수 있다.
다운로드, PDF 형식
