슈퍼커패시터 충전 기능을 통합해 초저 IQ를 달성한 TI의 벅/부스트 컨버터
2021년 11월 03일
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전력관리는 차세대 산업 및 자동차 설계에서 가장 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 특히 다른 시스템 부품에 대한 간섭을 최소화하는 낮은 EMI와 전력밀도 향상, 절연, 낮은 노이즈 및 정확도는 물론, 배터리 및 제품의 수명을 연장함으로써 더 많은 기능을 지원하고, 시스템 비용을 절감할 수 있는 낮은 정동작 전류(IQ)를 달성하는 것이 매우 중요하다.


스마트 워치와 디지털 도어벨에서 자동차와 공장내 센서에 이르기까지 모든 곳에 배터리가 사용되고 있으며, 이러한 애플리케이션은 대부분의 시간이 대기상태이지만, 대기 모드에서도 필수 기능을 가동하기 때문에 배터리를 소모하게 된다. TI는 낮은 IQ 기술을 사용하여 이러한 애플리케이션에서 전력소모를 최소화하고, 시스템의 성능저하 없이 배터리 가동시간 및 제품 수명을 연장할 수 있는 양방향 벅/부스트 컨버터를 출시했다.


TI의 전원스위치, 인터페이스 및 조명 부문 부사장겸 총괄 매니저인 트로이 콜먼(Troy Coleman)은 “엔지니어들이 대기 모드에서 높은 배터리 효율을 달성하기 위해서는 전원 출력을 엄격하게 관리하면서 극도로 낮은 전류를 유지할 수 있는 새로운 전력 솔루션이 필요하다. TI는 혁신적인 프로세스 및 토폴로지 기술을 통해 초저누설, 빠른 응답시간, 작은 폼팩터를 구현한 새로운 초저 IQ 제품을 개발했다.”고 밝혔다.


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TI가 새롭게 출시한 TPS61094 벅/부스트 컨버터는 IQ가 60nA로, 경쟁 부스트 컨버터에 비해 1/3에 불과하다. 이 컨버터는 슈퍼커패시터 충전을 위한 벅 모드를 통합하는 동시에 IQ가 매우 낮기 때문에 일반적으로 사용하는 하이브리드 레이어 커패시터(HLC: Hybrid-layer Capacitors)에 비해 배터리 수명을 20%까지 연장할 수 있다. 슈퍼커패시터의 충전과 방전은 스마트 계량기, 연기 감지기, 비디오 도어벨 등 배터리로 구동되는 산업용 애플리케이션이나 의료용 애플리케이션의 지속적인 작동에 중요한 피크 부하 및 예비전력 관리에 도움을 준다.


업계에서 IQ가 가장 낮은 이 벅/부스트 컨버터는 배터리 수명을 연장하는 것은 물론, 부스트 작동 시 인덕터 전류 제한이 2A에 달한다. 따라서 TPS61094는 경쟁 부스트 컨버터에 비해 두 배의 출력 전류를 제공할 수 있다. 이러한 추가적인 출력 전류를 통해 NB-IoT, LTE-M, Wi-SUN, MIOTY, 블루투스, 무선 M-Bus와 같은 무선 표준을 더 넓은 입력 전압 범위에서 지원할 수 있다. TPS61094는 0.7V에 이르는 낮은 입력 전압으로 250mA 이상의 출력 전류를 지원할 수 있다.


스마트 계량기 같은 산업용 애플리케이션은 예비 전력이나 피크 부하를 관리하기 위해서 여러 개의 전원 부품을 필요로 한다. TPS61094는 벅 차저와 부스트 컨버터를 단일 IC에 통합함으로써 디스크리트 벅 차저, 인덕터, 2개의 외부 커패시터가 필요하지 않게 되어 부품 수를 절반으로 줄이고, 보드 공간을 확보할 수 있다.

진선옥 기자 (jadejin@all4chip.com)
그래픽 / 영상
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