개발보드 전원관리: Boost Converter, MT3608

 

소형 고효율 Boost 컨버터 MT3608의 핵심 이해

전자 프로젝트를 하다 보면 이런 상황이 자주 생깁니다.

• 리튬배터리(3.7V)로 5V를 만들고 싶다
• 5V에서 9V나 12V를 만들고 싶다
• 작은 IoT 기기에서 전압을 끌어올려야 한다

이럴 때 가장 많이 쓰이는 칩이 바로 MT3608입니다.

(상) MT3608 (하) MT3608을 포함하는 전압 증폭회로

오늘은 MT3608의 원리부터 설계 방법, 실제 사용 시 주의사항까지 한 번에 정리해보겠습니다.

 

1. MT3608이란 무엇인가?

MT3608은 Step-Up, 즉 Boost 타입 DC-DC 컨버터입니다.

입력 전압보다 더 높은 전압을 만들어주는 스위칭 레귤레이터입니다.

 

주요 스펙은 다음과 같습니다.

• 입력 전압: 2V ~ 24V
• 출력 전압: 최대 28V
• 스위칭 주파수: 1.2MHz
• 내부 MOSFET 내장 (80mΩ)
• 내부 스위치 전류 제한: 4A
• 효율: 최대 약 97%
• 패키지: SOT23-6 (초소형)

소형, 고효율, 저전압 동작이 가능하기 때문에 휴대용 기기에서 매우 많이 사용됩니다.

 

2. 왜 1.2MHz가 중요한가?

스위칭 주파수가 1.2MHz라는 것은 의미가 큽니다.

주파수가 높으면:

• 인덕터를 작게 만들 수 있음
• 커패시터 용량을 줄일 수 있음
• 전체 회로 크기를 줄일 수 있음

즉, 소형화에 매우 유리합니다.

IoT 기기나 배터리 기반 회로에 잘 어울리는 이유입니다.

 

3. 기본 동작 원리 (Boost 방식)

MT3608의 동작은 다음과 같습니다.

1. 내부 MOSFET ON
2. 인덕터에 에너지 저장
3. MOSFET OFF
4. 인덕터 에너지가 다이오드를 통해 출력으로 전달
5. 출력 전압을 FB 핀에서 감지
6. 기준 전압 0.6V와 비교하여 듀티비 조절

FB 기준 전압은 0.6V입니다.

이 기준을 이용해 출력 전압을 제어합니다.

 

4. 출력 전압 설정 방법

출력 전압은 저항 두 개로 설정합니다. (회로도는 위에 있습니다.)

공식은 아래와 같습니다.

Vout = 0.6 × (1 + R1 / R2)

 

여기서

• R1은 출력과 FB 사이 저항
• R2는 FB와 GND 사이 저항

 

예를 들어 12V를 만들고 싶다면,

12 = 0.6 × (1 + R1 / R2)

즉, 12 / 0.6 = 20

1 + R1 / R2 = 20

R1 / R2 = 19

이 비율로 저항을 선택하면 됩니다.

수식이 복잡하지 않아 설계가 매우 단순합니다.

 

5. 인덕터 선택

권장 인덕터 값은 다음과 같습니다.

4.7uH ~ 22uH

 

중요한 선택 기준은:

• 1.2MHz에서 코어 손실이 낮을 것
• DCR(직류저항)이 낮을 것
• 포화 전류가 충분히 클 것

 

인덕터가 포화되면 효율이 급격히 떨어지고 발열이 발생합니다.

싼 인덕터를 쓰면 문제가 생기기 쉽습니다.

 

6. 다이오드 선택

반드시 Schottky 다이오드를 사용해야 합니다.

이유는:

• Forward 전압 강하가 낮음
• 고속 스위칭에 적합
• 효율 향상

일반 다이오드를 쓰면 발열과 손실이 커집니다.

 

7. 커패시터 선택

권장 구성:

• 입력: 22uF 세라믹
• 출력: 22uF 세라믹
• X5R 또는 X7R 타입

ESR이 낮을수록 리플이 줄어듭니다.

 

8. 시중 MT3608 모듈의 현실

시중 모듈에는 2A라고 적혀 있는 경우가 많습니다.

하지만 실제로는:

• 1A 근처가 현실적인 출력
• 12V 출력에서는 더 낮아질 수 있음
• 방열 설계가 거의 없음

 

예를 들어,

3.7V → 12V, 1A 출력이라면

출력 전력은 12W입니다.

효율이 85%라고 가정하면 입력은 약 14W 필요합니다.

3.7V 기준 입력 전류는 약 3.8A가 됩니다.

 

이 정도 전류면 인덕터와 IC가 뜨거워질 수밖에 없습니다.

그래서 “2A 가능”이라는 문구를 그대로 믿으면 안 됩니다.

 

9. 언제 사용하면 좋은가?

• 리튬배터리 → 5V 변환
• 5V → 9V, 12V 변환
• 소형 LCD 바이어스 전원
• 센서 전원 공급
• 소형 IoT 기기

저전력, 소형 설계에 적합합니다.

 

10. 언제 사용하면 안 되는가?

• 15W 이상 고전력 설계
• 자동차 전장 고출력
• EMI에 매우 민감한 아날로그 회로

이 경우는 더 큰 전력용 컨버터가 필요합니다.

 

11. PCB 레이아웃이 성능을 결정한다

Boost 컨버터는 레이아웃이 매우 중요합니다.

반드시 지켜야 할 것:

• SW 노드는 최대한 짧고 작게
• 입력/출력 커패시터는 IC 가까이
• GND는 넓은 그라운드 플레인 사용
• FB 라인은 노이즈에서 멀리

레이아웃이 나쁘면 효율도 떨어지고 노이즈도 증가합니다.

 

마무리

MT3608은

• 소형
• 고효율
• 저전압 입력 가능
• 설계 단순

이라는 장점을 가진 매우 강력한 Boost 컨버터입니다.

 

하지만 기억해야 할 한 문장:

“전원 설계는 부품 하나 고르는 문제가 아니라 시스템 전략이다.”

전압, 전류, 효율, 열, 레이아웃까지 모두 고려해야

진짜 안정적인 설계가 됩니다.