2. MCU 보드 제작기 - 파워 블록(OR 회로)

해당 책의 내용과 저자의 블로그 글을 바탕으로 실습하였습니다. :)

 

  보드를 동작하기 위해서는 당연하지만 전력을 공급해주어야 한다. STM32F103RBT6 소자의 경우 2V ~ 3.6V 사이의 전압을 인가해주어야 동작하고, 최대 150mA의 전류를 요구한다.

 우선은 외부 전원이 들어오는 상황을 생각해보자. 크게 USB 전원, 배터리 전원, UART 전원을 통해서 약 5V의 전력이 공급될 것이다. 다이오드 OR 회로를 이용하여 전원이 동시에 공급 되었을 때 다른 전원으로 전류가 흐르는 것을 방지하고, 쇼트가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 회로 설계의 목표는 다음과 같다.

 

1. 낮은 전력 손실 : Vf가 작은 것을 선택 -> 너무 큰 전압의 강하는 보드의 동작에 지장을 줌
2. 정격 전류 : 300mA( STM32F103RBT6  소자 최대 전류(150mA) x 2(margin))
3. 그 외 : 5V보다 큰 입력 정격 전압, Package type 등등

 실습에서는 쇼트키 다이오드를 선택하였다. 쇼트기 다이오드의 장점은 순방향 전압강하가 적고, 고속 정류가 가능하다는 장점이 있다. 그러나 역 누설 전류가 비교적 많고, 내압이 작다는 점이 단점으로 작용한다. 원저자는 1SS404, H3F 쇼트키 다이오드를 선정하였다. 

 

 

실습 때 보니 해당 소자가 12개 밖에 재고가 남지 않아서 다른 부품으로 대체하였다. 내가 선택한 부품은 CUS05S40,H3F 쇼트키 다이오드이다. JLCPCB 부품 번호는 C442418 이다.

 

 

평균 정방향 전류가 500mA로 300mA보다 높고, Vf 전압이 0.56V로 다소 크나, 이는 500mA의 전류가 흐를 때를 가정한 것이고, 150mA 부근에서는 0.31V 정도로 작아서 채택하였다. 1SS404, H3F 소자와 같은 SOD-323 패키지이다.

 

  회로도 구성은 다음과 같이 하였다.

 

 

  이 것으로 글을 마무리한다. 다음 글에서는 LDO Regulator를 사용하여 5V의 전원을 3.3V의 전원으로 바꾸어줄 것이다.