벅 컨버터 설계: 듀티, 인덕터, 커패시터

조건

Vin = 12V, Vout = 5V, Iout = 2A, fsw = 500kHz

1. 듀티비

D = Vout / Vin = 0.42

2. 인덕터

리플 전류를 출력 전류의 20~40%로 잡습니다. ΔI = 0.6A로 하면

L = (Vin - Vout) × D / (fsw × ΔI) = 7 × 0.42 / (500k × 0.6) ≈ 9.8µH → 10µH

포화 전류 Isat > Iout + ΔI/2 = 2.3A 이상, 여유를 두고 3A급을 고릅니다.

3. 출력 커패시터

리플 전압 ΔV ≈ ΔI / (8 × fsw × C) + ΔI × ESR

22µF MLCC(실효 용량 감소 고려)라면 0.6 / (8 × 500k × 22µ) ≈ 7mV. MLCC는 ESR이 작아 리플이 작습니다.

4. 입력 커패시터

스위치가 켜질 때마다 입력에서 펄스 전류를 끌어갑니다. RMS 리플 전류 정격이 충분한 MLCC를 IC 핀 가까이 둡니다.

실무

컨버터 IC 데이터시트의 설계 식과 권장 부품표, 제조사 설계 도구(TI WEBENCH 등)로 시작하고, 위 계산으로 확인하는 순서가 빠릅니다. 동기식(하단도 MOSFET) 벅은 다이오드 손실이 없어 효율이 높습니다.