2.8~3.8V 사이 파워 레일 지원으로 Wi-Fi, BLE, MCU 모두 지원

맥심 인터그레이티드 코리아가 96% 피크 효율, 대기 전류 6µA를 구현한 벅 부스트(buck-boost) 컨버터 ‘MAX77827’을 발표했다. 이는 설계자들에게 휴대용 디바이스의 배터리 수명을 극대화 할 수 있도록 한다.

스마트 전자 기기의 사용이 늘고 기능도 강화되면서 리튬이온 배터리 시장은 지속적으로 성장하고 있다. 리튬염화티오닐(Li-SOCl2) 소재의 1차 전지와 최저 1.8V 전압에서 작동하는 듀얼 셀 알카라인(AA 또는 AAA) 전지는 오랜 사용 시간이 요구되는 휴대용 전자 기기 분야에서 각광받고 있다.

이 기기들은 사용하는 배터리 유형에 관계 없이 넓은 전압 범위에서 전류를 소비하고, 마이크로컨트롤러(MCU), 와이파이(Wi-Fi), 저전력 블루투스(BLE), GPS 기능에 대한 전력 공급을 위해 2.8~3.8V 사이의 파워 레일을 지원한다.

업계 최저 대기 전류와 최고 효율, 소형화를 실현한 MAX77827 벅 부스트 컨버터는 배터리 사용 시간 극대화에 대한 새로운 기준을 제시한다.

배터리 전압에 관계 없이 벅 모드와 부스트 모드를 자동으로 전환해 일관된 출력 전력을 공급하고 낮은 전력이 필요한 저전력 광역 통신망(LPWAN) 애플리케이션, 자산 트래킹(asset tracking) 장치, 다양한 사물인터넷(IoT) 애플리케이션의 전력 요구사항 지원에 이상적이다.

기존 벅 또는 바이패스 부스트에 LDO(Low Drop-out)를 결합한 토폴로지는 배터리 사용 시간 증대에 효율적이지 않아 정교한 디바이스에는 이상적인 솔루션이 될 수 없다.

또한 단순한 벅 컨버터 토폴로지는 앞서 언급한 애플리케이션에서 전력 유지를 위해 높은 배터리 전압이 필요한 경우 시스템 정지 시점이 앞당겨질 수 있어 잔여 배터리 용량을 활용하지 못하는 비효율을 초래한다.

MAX77827은 1.5A 벅 부스트 컨버터 가운데 가장 낮은 6µA 대기 전류로 동급 경쟁 제품 대비 81% 낮은 수준이다. 최저 1.8V로 작동하는 애플리케이션에서 배터리 사용 시간을 늘려주고, 벅 모드 또는 부스트 모드에 상관 없이 96% 시스템 효율로 경쟁 제품에 비해 다양한 부하에서 탁월한 성능을 유지한다.

바이패스 부스트 컨버터와 LDO를 활용하는 기본 방식과 비교해 효율을 최대 12%까지 높여준다. 기존 벅 컨버터 대비 낮은 배터리 전압으로 시스템의 지속적인 작동이 가능해 배터리 용량을 더욱 효율적으로 활용할 수 있다.

높은 효율을 자랑하는 소형 1.5A 컨버터는 입력 전압 1.8~5.5V, 출력 전압 2.3~5.3V로 예기치 않은 셧다운을 최소화할 수 있는 시스템 안전성을 제공한다. 이는 안정적인 시스템 작동을 위해 벅 모드와 부스트 모드 사이의 원활한 모드 전환을 가능하게 하는 고속의 과도 응답 특성을 포함한다.

MAX77827은 라이징/폴링 타임 15µs로 출력전압(VOUT) 3.3V 설정 시에도 발생하는 리플이 출력 전압의 1% 미만이다. 시스템 전압이 흔들리는 과도 응답에 대해 빠른 부하 과도 응답 속도로 시스템 전압을 안정적으로 공급한다.

15µs 동안 0~1A 부하가 걸리는 고도로 혹독한 조건에서 MAX77827의 언더슈트는 출력 전압의 6%로 제어된다. 경쟁 솔루션의 경우 언더슈트는 12%며 복원 시간도 길다.

2.04 x 1.64 WLP 크기, 총 솔루션 크기가 15mm2 미만으로 공간 제약도 줄여준다. 외부 저항 하나로 출력 전압 설정이 가능해 외부 구성품 및 보드 공간을 추가적으로 절감한다.

리샤브 샤르마(Rishab Sharma) 피앤에스 인텔리전스(P&S Intelligence) 애널리스트는 “스마트 소비자 가전에 리튬이온 배터리 채택이 증가하면서 해당 가전 시장 규모는 2024년까지 1064억9300만 달러에 이를 것으로 추산된다. 배터리 사용 시간과 안정성 개선을 돕는 보완 기술의 발전은 시장의 지속적인 성장을 견인할 것”이라고 말했다.