부스트 컨버터
프로젝트를 진행하다 보면 순간적으로 높은 전류 소비, 다이오드, 레귤레이터 혹은 장치간 연결에 사용된 케이블 저항으로 인해 전원 공급이 불안정해 지는 상황이 발생한다. 이런 현상을 감안하여 실제 필요한 것보다 더 높은 출력을 갖고 있는 제품들이 있다. 이는 컴퓨터 주변기기에서도 불 수 있으며 USB 또 어댑터의 DC 출력이 정직하게 5.0V 가 아닌 5.1~5.2V 인 제품을 본 적 있을 것이다. 반대로 모자란 녀석들도 있다. 이렇게 타겟 장치가 요구하는 전압보다 어느 정도 높게 출력하면 선형 동작을 위한 헤드룸을 확보할 수 있다. (여유가 생긴다는 말이다.) 이번에 만들 회로는 TPS61090을 사용하여 리튬 이온/폴리머 전지의 3.7V 전압을 5.5V 로 만드는 회로이다. TPS61090 제품은 1.8V ~ 5.5V 의 입력 전압, 최대 5.5V 까지 조절 가능한 고정 출력, 저전압 감지, 절전 모드 등 96% 효율을 가진 부스트 컨버터 이며, 단가는 1릴 기준 $1.2 정도 된다. 무엇보다 출력 전압을 프로그래밍 할 수 있는 점이 나에게 챠밍 포인트로 다가왔다. 다음은 TPS61090 제품의 데이터 시트에 나와있는 회로도이다. R1, R2, R3, R4 의 저항으로 LBI/LBO 임계 전압과 출력 전압을 프로그래밍 할 수 있다. 방정식은 다음과 같다. 출력 전압 방정식 1 : R3 = R4 * ( Vo / 500mV - 1 ) R4 에는 200KΩ 이하의 값을 권장하고 있는데, 만약 200KΩ 보다 너무 낮은 저항을 사용하게 되면 R3 에 추가적인 병렬 MLCC 사용을 권장하고 있다. 이때 MLCC 의 용량은 계산 방정식은 다음과 같다. R3 병렬 접속 MLCC 용량 방정식 2 : Cr3 = 10pF * ( 200KΩ / R4 - 1 ) 임계 전압 방정식 3 : R1 = R2 * ( Vbat / 500mV -1 ) R2 저항은 500KΩ이하의 값이 권장된다 . Vbat 에는 LBI/LBO 동작에 사용할 임계 전압을 넣으면 된다. TPS61090