상시 전원 벅 컨버터, USB 3.1 타입 C 전력 관리 시스템의 핵심부품
낮은 대기전류와 고 효율성 제공하는 맥심 MAX77596 추천
 
최근 S사 노트북 광고 말미에 일반 보조배터리로 노트북을 충전하는 모습이 나오자 많은 사람들이 물었다.
 
‘보조 배터리로 노트북을 충전할 수 있어?’

 특별하지 않을 것 같은 기능(?)에 의외로 사람들이 많은 관심을 가질 수 있었던 이유는 ‘USB 타입 C’ 기술 때문이다. 특히, 새로운 USB 3.1 타입 C 표준은 동일한 타입 C 케이블을 이용해 두 기기 간 데이터 및 전력 전송이 가능하다는 장점을 가지고 있다. USB 3.1은 10Gbps의 데이터를 전송하면서 표준 케이블에서 최대 3A, 강화 케이블에서 최대 5A의 전류를 전송한다. 오늘날 많은 노트북이 100W 미만의 전력을 사용해 타입 C 커넥터를 채택한 새로운 모델은 소형 기기 충전 방식인 USB 포트로 충전할 수 있다.
 
그런데, 이러한 USB 3.1 타입 C 표준을 지원하는 디바이스를 설계하는 엔지니어 입장에서는 고려해야 할 사항이 한 두 가지가 아니다. USB 3.1 타입 C 표준이 복잡하기 때문에 전력을 전송하기 전에 기기가 전력 공급자(소스)인지 전력 사용자(싱크)인지를 따져봐야 하며 타입 C 케이블은 전력과 데이터의 이동 경로를 정확히 알기 위한 추가 회로가 필요하기도 하다.
 
전력 시스템 모든 단계에서 중요한 역할, 최소 전력 소비해야
 
USB 3.1 타입 C 전력 관리 시스템을 살펴보면, ‘상시 전원(Always-on) 벅 컨버터’가 소스 기기와 싱크 기기 간 반드시 필요한 응답확인방식(handshake)의 핵심 부품이라는 사실을 확인할 수 있다. 상시 전원 벅 컨버터는 배터리나 USB 소스의 쇼트키 다이오드에서 전력을 공급받아 다시 호스트 시스템 마이크로프로세서(µP)와 전력 공급원 간 전력 교환을 중재하는 기기인 포트 컨트롤러에 전력을 공급할 정도로 모든 단계에서 중요한 역할을 담당한다.
 
벅 컨버터가 항상 ‘온(on)’ 상태가 되어야 하는 이유는 정상적으로 동작하는 동안 전력 공급원은 언제든 기능을 변경할 수 있고, 이는 싱크 기기가 재조정을 할 수 있어야 하기 때문이며 최소 전력을 소비하는 것이 핵심이다. 이런 의미에서 맥심 인터그레이티드의 MAX77596은 98% 듀티 사이클로 작동해 배터리로 움직이는 애플리케이션에 최선의 선택이 될 수 있는 제품이다.  
 
통합 스위치가 내장되어 있는 소형 동기식 벅 컨버터, MAX77596는 3.5V~24V 입력 전압으로 최대 300mA의 전류를 공급하면서 부하가 없을 때 단 1.1µA의 대기 전류를 사용하도록 설계되었다. 조정 가능한 이 벅 컨버터는 저항-분배기를 사용해 출력 전압을 1~10V로 프로그래밍할 수 있게 하며, 온 칩 전력 트랜지스터 스위치 덕분에 부품 사용을 줄일 수 있다. MAX77596은 강압(forced) PWM 및 스킵 동작 모드를 모두 제공한다.
 
맥심 측은 “USB 3.1 타입 C 표준은 단일의 타입 C 케이블로 더 많은 기기에 더 많은 전력을 전송한다. USB 타입 C 애플리케이션을 지원하는 상시 전원 벅 컨버터(MAX77596)은 동급 최강의 낮은 대기전류와 고 효율성이 차별성”이라고 설명했다.
 
이제 엔지니어들은 ‘보조 배터리로 노트북을 충전할 수 있느냐’는 일반인들의 말을, ‘상시 전원 벅 컨버터 하나로 저전력과 효율성을 동시에 잡을 수 있느냐’는 말로 바꾸어야 할 지 모르겠다.