반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

▲ 전원공급장치 및 조명 드라이버의 무부하 성능 향상시키는 새로운 컨트롤러 

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 혁신적인 위상변이 제어(Phase-Shift Control, PSC) 기능을 갖춘 STNRG599A 및 STNRG599B 컨트롤러를 출시했다. 공진형 컨버터 토폴로지용으로 설계된 이 컨트롤러는 전원공급장치의 무부하 효율을 향상시키고, 조명 애플리케이션에서 깜박임 없는 딥 디밍을 구현할 수 있도록 지원한다.

전력 변환에 최적화된 STNRG599A는 어댑터, 충전기, TV 전원공급장치 및 산업용 전원공급장치의 안전을 위해 X-커패시터 방전 회로를 내장하고 있다. STNRG599B는 조명 드라이버와 같은 회로에 최적화되어 있으며, 방전 회로는 포함되어 있지 않다. 이 컨트롤러들은 최대 750kHz의 주파수에서 동작하며, 넓은 입력 전압 범위를 통해 90W에서 수백 와트에 이르는 애플리케이션을 처리할 수 있다.

각 IC는 180° 위상차를 갖는 두 개의 상보 출력(Complementary Output)을 통해 외부 하이사이드 및 로우사이드 스위치를 구동하며, 전체 동작 범위에 걸쳐 ZVS(Zero-Voltage Switching)를 유지한다. ST의 위상변이 제어 기술은 하프 브리지 전압과 공진 탱크 전류 간의 위상차를 직접 제어하여 출력을 조절한다. 이를 통해 제어 루프의 LLC/LCC 구성요소 허용오차에 대한 제어 안정성을 높이고, 버스트 모드 진입 및 종료 임계값을 안정화하여 동적 특성을 향상시키며, 입력 전압 리플에 대한 내성을 높일 수 있다.

두 컨트롤러 모두 하드 스위칭 방지 및 안티 캐패시티브 보호 기능이 통합돼 있다. 또한, 외부 핀으로 제어되는 지연 차단 및 자동 재시작 기능을 갖춘 과전류 보호 기능으로 단기 과전류 이벤트, 지속적인 과부하 및 출력 단락 등을 유연하게 관리할 수 있다. 이와 함께 프로그래밍이 가능한 활성화 및 비활성화 임계값 기반의 비래치형(non-latched) DC 브라운-아웃/브라운-인 보호 기능을 통해 입력 전압이 선택된 범위를 벗어날 경우 동작을 차단한다.

사용자들은 EVLG599-250WLLC 평가 보드를 이용해 위상변이 제어 기술이 AC/DC 어댑터, 산업용 DC/DC 컨버터, 스위칭 모드 전원공급장치의 성능과 효율을 어떻게 개선할 수 있는지 신속하게 확인할 수 있다. 이 보드에는 ST의 STNRG599A와 SRK2001A 동기식 정류기를 비롯해 2개의 150mΩ GaN FET 및 오프라인 하프브리지 드라이버가 통합된 MasterGaN1L SiP(System-in-Package)가 탑재돼 있다. 이 컨버터는 히트싱크 없이 즉시 사용 가능하며, 78mm x 54mm x 23mm의 크기로 1µA 미만의 대기 전류와 최대 10A의 연속 출력 전류를 제공한다.