반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

최신 오프라인 AC-DC 전력 솔루션에서 프로그래밍 기능(programmability)과 적응 제어(adaptive control)는 스마트 홈 디바이스와 전력 시스템 간 인터페이스 개선에 필요한 유연성과 인텔리전스를 제공한다. 이러한 시스템에서 별도의 바이어스 전원 공급 장치가 없으면 2차 측(secondary side) 마이크로컨트롤러(MCU)는 일반적으로 시스템을 가동할 수 없게 된다. 마이크로칩테크놀로지(북아시아 총괄 및 한국대표: 한병돈)는 MCP1012 고전압 보조 AC-DC 컨트롤러로 문제를 해결하여 많은 애플리케이션에서 독립형 바이어스 전력 공급 장치를 제거할 수 있는 기능을 갖춘 새로운 레퍼런스 디자인을 출시했다. MCP1012 오프라인 보조 디바이스는 시스템에서 전원 및 듀티 사이클 제어 기능을 2차 MCU로 이전할 수 있도록 한다. 단순화 가능한 디자인을 통해 시스템과 로드 간 제어의 정확성을 높이고 필요에 따라 결합할 수 있도록 하여 크기 및 비용을 절감할 수 있다. 

해당 레퍼런스 디자인은 피드백 절연을 위해 특허받은 전원 절연 기법을 사용한다. Inde-Flux 변압기 기술이라고 하는 이 특허 절연 기술은 현재 뷔르트 일렉트로닉 에이소(Würth Elektronik eiSos) 사에 라이선스가 부여되었다. Inde-Flux 기술은 이 IP를 적용해 뷔르트 일렉트로닉 에이소에서 제작하고 마이크로칩의 15W MCP1012 오프라인 레퍼런스 디자인의 일부로 판매되는 최초의 변압기인 Inde-Flux 변압기(부품 번호: 750318659)에 사용된다. 이 변압기는 신호 전력과 신호 통신이 하나의 디바이스로 결합되어 있으므로 광 피드백이나 독립적인 신호 변환기가 필요하지 않다. 또한, 레퍼런스 디자인에 평면형 펄스 변압기를 사용하는 기존 방식을 채택할 수 있을 뿐 아니라 옵토커플러(optocoupler) 및 신호 변환기와 함께 동작하는 디자인 기능을 사용할 수도 있다. 2차측 제어는 SAM D20 시리즈 32비트 MCU와 함께 변압기, 그리고 새롭게 출시된 마이크로칩의 MCP1012 AC-DC 컨트롤러의 조합을 통해 활성화된다. 

MPC1012 1차측 보조 컨트롤러는 2차 MCU를 위한 오프라인 플라이백 컨버터의 시스템 구동, 게이팅(gating) 및 보호를 제공한다. 이 디바이스는 전압 및 전류의 직접 측정과 능동 조절, 직접 루프 폐쇄를 통한 높은 루프 대역폭 및 부하 참조 시스템을 위한 간소화된 통신 등 다양한 이점을 제공한다. 

15W MCP102 오프라인 레퍼런스 디자인은 1차측의 보조 전력 공급 장치를 제거하는 데 필요한 펌웨어와 함께 15W 오프라인 전원 설계를 위한 주요 작업 요소를 제공한다. 이로 인해 가전제품이나 스마트 스피커 등 다양한 애플리케이션에 옵토커플러의 필요성을 없애는 등 시스템 복잡성을 줄일 수 있다. 이러한 Inde-Flux 변압기 기술은 뷔르트 일렉트로닉 에이소 사와의 협력을 통해 필요에 따라 다양한 전압 및 전력 수준에 맞게 표준 변압기 디자인이나 맞춤형 디자인으로 확장할 수 있다. 

마이크로칩의 아날로그, 전력 및 인터페이스 사업부 수석 부사장인 리치 사이몬식(Rich Simoncic)은 “뷔르트 일렉트로닉 에이소 사의 변압기에 적용된 Inde-Flux 기술과 마이크로칩의 MCP1012 AC-DC 컨트롤러 및 SAM D20 시리즈 32비트 MCU를 결합하여 탁월한 오프라인 전력 관리 솔루션을 제공한다. 이들 디바이스를 활용함으로써, 오프라인 전원을 사용하는 여러 분리형 애플리케이션에 사용되는 기본 요소와 보조 요소 간 복잡한 양방향 통신을 보다 간단하고 안정적으로 구현할 수 있다. 2차 MCU가 있는 시스템에 이 솔루션을 적용할 경우 고객은 바이어스 공급 영역을 최대 60% 절감하고, 바이어스 공급 BOM(Bill of Material) 비용을 3달러 이상 낮출 수 있다”고 말했다.