계산 원리
PMIC 같은 스위칭 레귤레이터는 피드백 핀의 전압이 내부 기준 전압 Vfb와 같아지도록 출력을 조절합니다. 상단 저항 Rtop과 하단 저항 Rbot으로 출력 전압을 설정하는 방식이 가장 흔합니다.
Vout = Vfb × (1 + Rtop / Rbot)Rtop(이론) = Rbot × (Vout / Vfb − 1)최대 Vout = Vfb(1+a) × [1 + Rtop(1+t) / (Rbot(1−t))]최소 Vout = Vfb(1−a) × [1 + Rtop(1−t) / (Rbot(1+t))]
t: 저항 허용오차, a: Vfb 정확도
계산기는 선택한 Rbot 범위의 표준값을 모두 훑고, 각 Rbot에 대해 이론 Rtop에 가장 가까운 표준값을 찾습니다. 그렇게 얻은 조합 중 실제 Vout 오차가 가장 작은 다섯 개를 보여 줍니다.
사용 예
Vfb 0.6 V, 목표 3.3 V, Rbot 10 kΩ~100 kΩ, E96 계열, 저항 허용오차 1 %, Vfb 정확도 1 %로 계산하면 Rtop = 115 kΩ, Rbot = 25.5 kΩ 조합이 가장 좋습니다. 이때 실제 출력은 약 3.306 V(오차 +0.18 %)이고, 분배기 전류는 약 23.5 µA입니다.
같은 조합에서 허용오차와 Vfb 정확도를 모두 반영하면 최대 출력은 약 3.39 V(+2.9 %), 최소 출력은 약 3.22 V(−2.4 %)입니다. 목표 전압의 여유를 이 범위로 확인하세요.
설계 팁
- 데이터시트가 권장하는 Rbot 범위를 먼저 쓰고, 그 안에서 조합을 고르세요. 권장 범위는 피드백 핀의 바이어스 전류와 노이즈 조건을 반영한 값입니다.
- Rbot을 크게 하면 분배기 대기 전류가 줄어 경부하 효율이 좋아집니다. 대신 피드백 핀의 누설 전류와 노이즈에 민감해지므로 적당히 잡으세요.
- Rtop과 병렬로 피드포워드 커패시터(수십 pF 수준)를 넣으면 과도 응답과 위상 여유를 개선할 수 있습니다. 값은 데이터시트 권장식을 따르세요.
- Vfb 정확도는 온도와 입력 전압에 따라 바뀝니다. 데이터시트의 전 온도 범위 값을 쓰는 것이 안전합니다.
주의사항
- 계산은 저항 값만 반영합니다. 피드백 핀의 바이어스 전류, PCB 누설, 저항 온도계수는 포함하지 않았습니다.
- 표준 계열은 E24와 E96 중에서 고릅니다. E96은 간격이 촘촘하지만 종류가 많아 재고 관리가 필요합니다.
- 결과는 설계 초기 검토용입니다. 최종 값은 실제 보드에서 출력 전압을 측정해 확인하세요.
자주 묻는 질문
Rtop과 Rbot은 어떤 범위에서 고르는 것이 좋나요?
먼저 데이터시트가 권장하는 Rbot 범위를 확인하세요. 권장 범위가 없으면 보통 수 kΩ에서 수십 kΩ 사이를 많이 씁니다. Rbot이 너무 작으면 대기 전류가 커지고, 너무 크면 피드백 핀의 누설 전류와 노이즈 영향이 커집니다.
계산 오차가 0.5 %이면 실제 출력도 그럴까요?
아닙니다. 계산은 저항 값과 Vfb의 공칭값만 반영합니다. 실제 출력은 저항 허용오차, Vfb 정확도, 온도 변화, 피드백 핀 바이어스 전류가 함께 작용하므로 허용 오차 범위의 최대·최소값으로 판단해야 합니다.
E24와 E96 중 어느 것을 고르나요?
E96은 간격이 촘촘해 목표 전압에 더 가까운 조합을 찾을 수 있지만 재고 종류가 많아집니다. 정밀 전압이 필요하면 E96을, 재고 관리가 중요하면 E24를 고른 뒤 오차를 다시 확인하세요.