BLE MCU(GD32VW553-UNIFI) 구동용으로 설계한 5V → 3.3V 벅 컨버터 회로입니다. 나중에 참조할 수 있도록 설계 배경과 부품 선정 이유를 정리해둡니다.
왜 LDO가 아니라 벅 컨버터인가
처음엔 LDO(TLV75533PDBVR, 3.3V/500mA)를 검토했습니다. 그런데 두 가지 문제가 있었습니다.
- 효율 문제: LDO는 5V→3.3V 강하분(1.7V)을 전부 열로 버립니다. 효율 = 3.3/5 = 66%. BLE TX 피크 전류(약 260mA) 구간에서 손실이 상당히 큽니다.
- 전류 마진 문제: 사용하려던 MCU 모듈의 데이터시트가 "VCC 최소 500mA 공급 필요"를 명시하는데, LDO 정격이 딱 500mA로 여유가 전혀 없었습니다.
그래서 동기식 벅 컨버터인 AP63203으로 전환했습니다. 효율 85~92%대로 LDO 대비 크게 개선되고, 2A 정격이라 요구 전류(500mA) 대비 4배 여유가 있습니다. 가격도 LCSC 기준 $0.37~0.99로 LDO와 비슷하거나 오히려 저렴한 수준입니다.
인덕터 내장형(파워모듈)은 검토했지만 채택하지 않음
MPM3610 같은 인덕터 내장 파워모듈도 검토했으나, 개당 $2.4~2.5대로 예산(개당 $1 이하 목표)을 초과해서 제외했습니다. 대신 외장 인덕터 + AP63203 조합으로 확정했습니다.
인덕터 선정: SRP4020TA-3R3M
AP63203 데이터시트 권장 인덕턴스 범위는 2.2~10µH입니다. 처음엔 22µH로 잘못 넣었다가(이전 AL8860 회로 값을 복사한 실수) 정정했습니다.
후보 크기 전류정격 DCR 판정
| DFE252012P-3R3M (2520 패키지) | 2.5×2.0×1.2mm | 1.7~2.3A | 140mΩ | ❌ 전류·DCR 둘 다 부족 |
| NR3015/NR4018 계열 | 3.0~4.0mm | 1.2~1.5A | 72~96mΩ | ❌ 전류 부족 |
| SRP4020TA-3R3M | 4.45×4.06×1.8mm | 3.5A | 76mΩ | ✅ 채택 |
| SRP5030CA-3R3M | 5.0×5.0×3.0mm | 8.1A | 23.1mΩ | 스펙은 충분하지만 과설계, 크기도 더 큼 |
요구 전류(최대 부하 기준 2A×1.35 = 2.7A 이상)를 충족하면서 크기가 가장 작은 SRP4020TA-3R3M으로 확정했습니다.
BST 캡: 1µF가 아니라 100nF
부트스트랩 캡을 처음엔 1µF로 넣었는데, 이건 검증 없이 넣은 값이었습니다. 벅 컨버터 하이사이드 게이트 드라이버 부트스트랩 캡은 100nF가 업계 표준값입니다.
출력 캡: 47µF 단일 대신 22µF × 2 병렬
데이터시트가 PFM 모드(경부하) 리플 대응으로 22µF × 2개 병렬을 권장합니다. 초기엔 47µF 단일 캡으로 설계했으나, 병렬 2개 구성이 ESR을 낮춰 리플 억제에 더 유리해서 권장값 그대로 반영했습니다(C38, C54).
EN 핀 처리
EN을 VIN에 직결해서 전원이 들어오면 항상 활성화되는 상시 인에이블 구성입니다. 별도 시퀀싱이나 지연 기동이 필요 없는 단순 응용이라 이렇게 처리했습니다.
최종 BOM
Reference Value PCB Footprint Part Name Maker Memo Package
| C38 | 22µF/10V | C0603 | GRT188R61A226ME13D | MURATA ELECTRONICS | CAP CER 22UF 10V X5R 06 | C0603 |
| C52 | 100nF | C0603 | C0603C104K3R | KEMET | CAP CER 0.1UF 25V X7R 06 | C0603 |
| C53 | 10µF/16V | C0603 | 0603YD106KAT2A | KYOCERA AVX | CAP CER 10UF 16V X5R 06 | C0603 |
| C54 | 22µF/10V | C0603 | GRT188R61A226ME13D | MURATA ELECTRONICS | CAP CER 22UF 10V X5R 06 | C0603 |
| L11 | 3.3µH/3.5A | SRP4020TA | SRP4020TA-3R3M | BOURNS INC. | FIXED IND 3.3UH 3.5A 76 M | 2-SMD |
| U8 | AP63203Q | — | AP63203QWU-7 | — | — | — |
확인 필요 사항 (재검토 포인트)
- FB 핀은 노이즈에 민감하므로 실제 PCB 레이아웃에서 스위칭 경로(SW-L11 구간)와 겹치지 않게 별도 얇은 트레이스로 출력 캡 근처에서 인출(Kelvin sensing)할 것.
