TI, 저비용 고 전력밀도 지원하는 새로운 포트폴리오 발표

[테크월드뉴스=박규찬 기자] 텍사스 인스트루먼트(TI)는 5일 미디어 브리핑을 진행하고 저비용 고 전력밀도를 지원하는 포트폴리오를 발표했다.

새로운 포트폴리오는 엔지니어가 더 작은 크기의 디바이스에서 더 많은 전력을 달성하고 더 낮은 비용으로 최고의 전력 밀도를 제공할 수 있도록 지원하는 두 가지 새로운 전력 변환 장치 포트폴리오다.

TI의 새로운 100V 통합 질화칼륨(GaN) 전력계는 열적으로 향상된 양면 냉각 패키지 기술을 사용해 열 설계를 간소화하고 중전압 애플리케이션에서 1.5kW/in³ 이상의 최고 전력 밀도를 달성할 수 있다.

또 변압기가 통합된 TI의 새로운 1.5W 절연 DC/DC 모듈은 업계에서 가장 작고 전력 밀도가 높아 엔지니어가 차량용 및 산업용 시스템에서 절연 바이어스 전원 공급 디바이스 크기를 89% 이상 줄일 수 있다.

▶ 100V 통합 GaN 전력계로 전력 밀도 및 효율성 향상

엔지니어는 TI의 새로운 100V GaN 전력계인 LMG2100R044 및 LMG3100R017을 사용해 중전압 애플리케이션의 전원공급 장치 솔루션 크기를 40% 이상 축소하고 GaN 기술의 높은 스위칭 주파수를 통해 1.5kW/in³ 이상의 업계 최고 전력밀도를 달성할 수 있다.

첫 발표자로 나선 TI 메이저 어카운트 기술지원 팀장을 맡고 있는 신주용 이사는 “기술트렌드는 더 작은 공간에서 더 많은 전력을 요구하고 있다고” 언급했다.

신 이사는 “데이터센터의 처리 능력 향상부터 공간 제약이 있는 전기차 시스템까지 설계자는 더 작은 공간에 더 많은 전력을 공급하면서도 적은 비용으로 기능을 향상시켜야 하는 과제를 안고 있다”며 “점점 더 작고 효율적인 전원공급 장치를 필요로하는 산업용 애플리케이션이 요구되고 있다”고 말했다.

이어 그는 “이에 TI는 업계 최소형 100V 통합 GaN 전력계를 개발했다”며 “이 제품은 고집적, 스위칭 주파수 증가 및 더 작은 자기 부품으로  전력밀도를 1.5kW/in³ 이상으로 개선하고 전체 시스템 비용을 절감할 수 있다”며 “이 제품의 특징은 PCB 크기를 40% 이상 감소했고 열적으로 향상된 양면 냉각 패키지 기술로 열 설계를 간소화했다”며 “클래스D 오디오를 포함한 일반적인 토폴로지에 최적화된 제품이다”고 말했다.

TI의 새로운 포트폴리오는 실리콘 기반 솔루션 대비 스위칭 전력 손실을 50% 줄이면서 낮은 출력 커패시턴스와 낮은 게이트 드라이브 손실을 통해 98% 이상의 시스템 효율을 달성한다. 예를 들어 인버터 시스템에서 밀도와 효율이 높으면 동일한 패널로 더 많은 전력을 저장하고 생산하면서 전체 마이크로 인버터 시스템의 크기를 줄일 수 있다.

신 이사는 “100V GaN 포트폴리오에서 열 성능의 핵심 요소인 TI의 열적으로 강화된 양면 냉각 패키지로 디바이스 양쪽에서 더 효율적으로 열을 제거할 수 있으며 타사의 통합 GaN 장치 대비 향상된 열저항을 제공한다”고 설명했다.

▶ 바이어스 전원 공급 장치 89% 이상 축소

개별 솔루션 대비 8배 이상, 타사 모듈보다 3배 이상 높은 전력 밀도를 제공하는 TI의 새로운 1.5W 절연 DC/DC 모듈은 차량용 및 산업용 시스템을 위한 최고 출력 전력과 절연 기능(3kV)을 4mmX5mm의 VSON(매우 얇은 소형 아웃라인 무연) 패키지로 구현한다.

TI코리아 오토모티브 기술지원 팀장인 안병남 상무는 현재 당면한 과제는 배터리 관리 시스템의 설치 공간, 무게, 높이를 줄이고 엄격한 EMI 표준을 쉽게 충족시키는 것이라고 강조했다.

안 상무는 “엔지니어는 TI의 UCC33420-Q1 및 UCC33420을 사용해 더 적은 수의 부품과 간단한 필터 설계로 CISPR 32 및 25와 같은 엄격한 전자파 간섭(EMI) 요구사항을 쉽게 충족할 수 있다”며 “새로운 모듈은 바이어스 전원 공급 장치 설계에서 외부 변압기가 필요없는 TI의 차세대 통합 변압기 기술로 엔지니어는 솔루션 크기를 89% 이상 축소하고 높이를 최대 755까지 줄이면서 개별 솔루션 대비 재료 사양서를 절반으로 줄일 수 있다”고 설명했다.

이 소형 패키지의 첫 번째 차량 인증 솔루션을 통해 엔지니어는 배터리 관리 시스템과 같은 전기차 시스템용 바이어스 공급 솔루션의 설치 공간, 무게, 높이를 줄일 수 있다. 공간 제약이 있는 데이터센터의 산업용 전력 공급을 위해 설계자는 이 새로운 모듈을 사용해 인쇄 회로 기판 면적을 최소화할 수 있다.