21세기 들어오면서 전세계 대다수의 사람들은 개인용 PC를 넘어 손안의 PC를 가지고, 많은 일상을 처리한다. 이러한 일련의 활동은 일반인에게 보이지 않는 엄청난 사이즈의 서버들의 빌딩인 IDC (Internet Data Center) 에서 방대한양의 데이터를 실시간으로 처리해줌으로써 가능하다. 이는 다시 말하면, 잠시 잠깐 IDC의 서버가 셧다운 된다면, 상상할수 없을 만큼의 수많은 데이터가 공중으로 산산히 사라져 버릴수 있다는 이야기이다.

일반적으로 네트워크를 통해 서버로 들어온 데이터는 처리를 위하여 메모리에 잠시 머물게 되는데, 이러한 데이터 처리를 위해 기다리는 메모리에서의 체류시간을 넘겨 안전하게 HDD나 혹은 다른 서버를 통해 어떤 누군가의 단말기로 전달되면 데이터 처리가 완수 된것이다. 

 그런데 갑작스런 정전이나 PC의 과부하 등으로 인한 오작동이 발생하여 전원이 차단되면 어떻게 될까? 휘발성 성질을 가지고 있는 메모리에 남겨져 있는 데이터들만 바로 공중분해가 되는것이다.

개인용 컴퓨터인 경우 크게 문제가 없을것이다. 그러나 의료용 서버나 국방용 서버의 경우, 그리고 증권가나 은행 같은 경우 이러한 일이 발생시 엄청난 대가가 따를 것이다. 은행 같은 경우는 고객이 인터넷 뱅킹을 통하여 입금하는 데이터가 그리고 의료시설에서는 응급환자의 맥박수가 그렇게 공중 분해 될수 있을것이다.

아날로그 시장의 글로벌 기업인 LTC의 한국지사를 맡고 있는 홍사곽 사장은 이러한 난점을 해결하는데 2분만 버티면 된다고 하였다. 단 2분이다.

 리니어테크놀러지의 클라이언트로부터 받은 피드백에서의 요구사항은 메모리의 데이터가 하드디스크까지 모두 들어가는데 필요한 시간은 2분 남짓이며, 이 2분을 버틸수 있다면 셧다운후 서버를 파워온 했을 때, 데이터가 대부분 안전하게 HDD에 저장될수 있다고 한다.

이를 위해서 LTC는 슈퍼캐퍼시터를 사용한 배터리에 해답을 두고, 고전류 수퍼캐퍼시터 백업 컨트롤러 및 배터리 모니터링 시스템을 개발 및 발표하였다.

LTC가 수퍼캐퍼시터에 관심을 가진 배경에 대하여서, LTC의 노일 이사는 “수퍼캐퍼시터의 경우 배터리의 안전과 수명간의  상충 효과를 발생시키지 않으며, 순간 고전류 백업에 적합한 뛰어난 전력 밀도를 가지고 있기에 수퍼캐퍼시트가 서버시스템에는 상당히 적정한 어플리케이션이다”라고 설명하였다. 그러나 수퍼캐퍼시터가 가지고 있는 높은 동작 온도일 때 의 커패시터 손실이라던지, ESR 증가 문제 등이 발생되기에 커패시터의 상태 모니터링이 필요하다고 하였다.

이번에 발표된 LTC3350은 주요 전력 오류 발생시 대처를 우한 단기 무정전 정원을 위한 IC이며, 현재 데어터 백업, 의료 및 산업 애플리케이션에서 전력 오류 알람 및 다른 “다잉 개스프” 전력 오류 지시기에 사용될수 있다.

 LTC3350은 4.5V ~ 35V의 폭넓은 입력 전압 범위와 10A 이상의 충전/백업 전류 성능을 제공한다. 이 디바이스는 1 ~ 4개의 수퍼커패시터를 직렬로 연결하여 밸런싱 및 과전압 보호 기능도 제공한다. LTC3350의 동기식 스텝다운 컨트롤러는 셀 당 최고 5V에서 커패시터 스택의 정전류/전압 충전을 위해 N채널 MOSFET을 구동한다. 백업 모드에서, 스텝다운 컨버터는 동기식 스텝업 DC/DC로서 역으로 동작하여 수퍼커패시터 스택에서 시스템 전원까지 전력이 공급되어 백업될 수 있게 한다. LTC3350의 듀얼 아이디얼 다이오드 컨트롤러는 입력 및 수퍼커패시터에서 백업 시스템까지 저손실 전력 경로를 위해 N채널 MOSFET을 이용한다. 이 디바이스는 고전류 12V 라이드쓰루(ride-through) 전원 공급장치를 비롯해 서버, 대량 저장, 고가용성 (high availability) 시스템을 위한 단기 무정전 전원 공급장치(UPS: uninterruptible power supplies)에 이상적이다.

LTC3350은 입력과 출력 전압 및 전류를 지속적으로 모니터하는 정밀한 14비트 ADC(analog-to-digital converter)를 포함한다. 또한, 내부 측정 시스템은 커패시터 스택 전압, 커패시턴스(전기 용량, capacitance), 스택 ESR(equivalent series resistance)을 포함한 백업 커패시터와 관련된 파라미터를 모니터하여, 백업하는 동안 충분한 에너지 저장과 전력 공급을 보장한다. 백업 수퍼 커패시터의 실제 커패시턴스를 모니터 함으로써, LTC3350은 시스템이 커패시터 전압을 최소 값으로 설정하면서 필수 백업 에너지를 유지하게 함으로써 커패시터의 수명을 더 길게 한다. 모든 시스템 파라미터 및 오류 상태는 2개의 유선 I2C 인터페이스를 통해 모니터될 수 있으며 알람 레벨은 측정 파라미터에서 시스템이 갑작스런 변경을 알리도록 설정될 수 있다.

 LTC3350은 열 성능이 강화된 38핀 로우 프로파일 (0.75mm) 5mm x 7mm QFN 패키지에서 이용할 수 있다.

 제품특징: LTC3350
• 1 ~ 4개의 직렬 수퍼커패시터를 충전하는 고효율 동기식 스텝다운 CC/CV
• 백업시 스텝업 모드는 수퍼커패시터에 저장된 에너지를 더 잘 사용할 수 있게 한다
• 시스템 전압/ 전류, 커패시턴스 & ESR을 모니터링 하는 14비트 ADC
• 액티브 과전압 보호 션트
• 내부 액티브 밸런서 – 밸런서 저항이 필요없음
• VIN: 4.5V ~ 35V, VCAP(n): 커패시터 당 최대 5V, 충전/백업 전류: 10A+
• 프로그램 가능한 입력 전류 제한은 커패시터 충전 전류에서 시스템 부하를 우선순위로 한다
• 듀얼 아이디얼 다이오드 PowerPath™ 컨트롤러
• 모든 N-FET 차저 컨트롤러 & PowerPath 컨트롤러
• 컴팩트한 38핀 5mm × 7mm QFN 패키지

글.사진 명세환