[신기술/신제품]벅부스터 컨버터 내장 PMU 개발

내셔널세미턴덕터

내셔널세미컨덕터코리아(NSM)는 디지털 방식으로 프로그래밍할 수 있는 다중 출력 전력 관리 디바이스 제품군에 벅 부스트 컨버터를 내장시킨 '전력관리장치(플렉서블 PMU)'를 세계 최초로 개발했다.

이 장치는 6mmx6mm 크기의 소형 48핀 LLP 패키지로 제공되며 하드 디스크 드라이브와 함께 휴대용 미디어 플레이어용으로 최적화된 프로그램 가능한 시스템 PMU다.

여기에는 2개의 LDO(Low-DropOut) 전압 레귤레이터, 다이내믹 전압 스케일링 기능이 있는 2개의 내장형 벅 컨버터, 출력 전압을 프로그래밍할 수 있는 넓은 부하 범위의 벅 부스트 컨버터, 배터리 사용 관리를 위한 4 채널 8 비트 A/D 컨버터, 듀얼 소스 리튬-이온/폴리머 배터리 충전기가 포함된다. 충전기는 조절식 벽 어댑터 또는 USB 전력으로부터 단일 전지 배터리를 충전 및 관리할 수 있다.

플래시 메모리 또는 하드 드라이브가 없는 제품을 사용하는 경우 LP3910와 동일한 기능을 갖지만 500 mA 벅 컨버터가 벅 부스트 컨버터로 대체된 내셔널의 LP3913을 이용할 수 있다.

에너지에 민감하고 휴대용 미디어 애플리케이션에 적합한 고집적 LP3910 플렉서블 PMU는 기존의 벅 컨버터보다 더 오랜 시간 가동할 수 있는 고전류 벅 부스트 컨버터를 포함하고 있다.

또한 벽면 어댑터나 USB로부터 디바이스 전력을 공급하는 듀얼 소스 배터리 충전기와 디지털 I2C 호환 인터페이스도 포함됐다. 통합 배터리 충전기는 전력 라우팅을 지원하므로 외부 전력이 감지되는 즉시 시스템 사용이 가능하다.

설계자들은 I2C 인터페이스를 이용해 출력 전압, 최종 애플리케이션에 대한 스위칭 모드 등과 같은 전기 사양을 각 분야에 맞게 설계할 수 있다. 이 디지털 인터페이스는 서로 다른 출력 전압이 필요한 여러 솔루션에 대해 동일한 디바이스를 사용할 수 있는 유연한 기능을 제공한다.

미니 하드 디스크 드라이브용으로 보통 3.3V 전력이 필요한 휴대용 미디어 플레이어에서 벅 부스트 컨버터는 배터리 수명을 늘려주는 이점이 있다. 휴대용 미디어 플레이어에 널리 사용되는 리튬-이온 배터리는 작동 시의 전압 범위가 2.9~4.2V이다.

리튬-이온 배터리가 완전히 충전되면 하드 디스크 드라이브에 전력을 공급하기 위해 컨버터가 전압을 낮추며, 배터리 전압이 3.3V보다 작으면 컨버터가 전압을 올리게 된다. 이 기술 덕분에 기존 벅 컨버터보다 플레이어 사용 시간이 10% 이상 증가한다.

또한 최대 96%의 효율을 갖는 벅 레귤레이터 2개가 내장돼 있다. 다이나믹 전압 스케일링을 통해 디바이스가 해당 프로세서의 컴퓨팅 작업량과 클럭 주파수에 맞게 실시간으로 출력 전압을 조정할 수 있기 때문에 전력 소모량을 최소화할 수 있다. 그 결과 휴대용 미디어 플레이어와 같이 절전 기능이 중요시 되는 기기에서 배터리 수명을 늘릴 수 있다.