LT8330 모놀리식 DC/DC 컨버터는 프로파일이 낮은 6핀 씬(Thin)SOT나 8핀(3㎜×2㎜) DFN 패키지에서 부스트, SEPIC, 인버팅 토폴로지를 구현할 수 있다.
LT8330은 3V~40V 입력 범위, 1A 60V 스위치 내장, 6μA 대기 전류의 특징을 제공하기 때문에 소형화되고 효율적인 전원 공급 솔루션에서 요구되는 요건을 충족시킬 수 있다. 따라서 이 제품은 다양한 산업용 및 자동차 애플리케이션의 요건들을 쉽게 만족시킨다.
<글 : 오웬 종(Owen Jong )>
<자료제공 : 리니어테크놀로지(www.linear.com)>
공간 절약적인 모놀리식 컨버터 제품군
LT8330은 리니어 테크놀로지의 새로운 모놀리식 부스트/SEPIC/인버팅 컨버터 제품군의 첫 제품이다. 이 제품군은 새로운 설계 기법과 새로운 프로세스 기술을 적용함으로써 출력 리플이 낮은 부스트 모드(Burst Mode) 동작, 견고한 전력 스위치, 빠른 스위칭 시간, 낮은 AC 손실을 달성한다.
또 전력 스위치가 최소 온 시간 및 오프 시간이 낮으므로 높은 2㎒ 스위칭 주파수로도 넓은 듀티 사이클 범위가 가능하다. 그러므로 필요로 하는 자기 소자(인덕터) 및 커패시터의 크기를 줄이고 비용을 낮출 수 있다.
편리한 사용
전반적인 컨버터 디자인을 간소화할 수 있다. 내부 보정을 사용함으로써 필요한 부품 수를 최소화할 수 있다. 출력에서 단일 FBX 핀으로 저항 분할을 사용해서 양 및 음의 출력 전압을 편리하게 프로그램 할 수 있다.
또 주파수 폴드백과 소프트 스타트 기능을 통합함으로써 스타트업시에 출력 커패시터를 서서히 최종적인 값에 이르도록 충전할 수 있으며 인덕터 피크 전류를 제한할 수 있다. 또 입력 전원에 대해서 정확한 EN/UVLO 핀 임계값을 사용해서 저전압 록아웃을 설정할 수 있다.
핀 호환 가능
LT8330은 LT3467/67A와 핀 호환이 가능하다. 만약 LT3467/67A보다 더 높은 입력 전압이 필요하거나 더 높은 스위치 전압이 필요할 때에는 애플리케이션에 따라 LT3467/67A 대신 LT8330으로 바꾸어 사용 가능하다.(LT3467/67A의 SS 핀이 LT8330의 INTVCC 핀이 된다).
부스트 컨버터
입력보다 높은 출력 전압을 필요로 하는 애플리케이션의 경우 LT8330이 3V~40V 입력 범위와 60V/1A 전력 스위치를 내장하고 있기 때문에 다양한 부스트 컨버터 애플리케이션에서 사용하기 적합한 솔루션을 제공한다.
다음 소개하는 일부 애플리케이션은 컨버터를 DCM(discontinuous conduction mode)으로 동작함으로써 아주 높은 스텝업 비율을 달성하고 있다. CCM(continuous conduction mode)으로 동작하면 LT8330이 더 높은 출력 전력을 제공할 수 있다.
12V 입력 대 48V 출력 부스트
[그림1]의 컨버터는 12V 입력 전원으로 동작해서 48V를 출력하고 최대 6.5W를 공급하며 90% 피크 효율을 달성한다.
8V~16V 입력 대 24V 출력 부스트
[그림2]는 8V~16V 입력으로 동작하는 24V 부스트 컨버터를 보여준다. 최대 10.8W를 공급할 수 있으며 94% 효율을 달성한다.
3V~6V 대 48V 부스트
[그림3]은 LT8330을 DCM(discontinuous conduction mode)으로 동작하도록 구성해서 16:1의 스텝업 비율을 달성하는 것을 보여준다. 이 48V 부스트 컨버터가 14㎃ 부하일 때 75%의 효율을 유지한다(6V 입력 전압).
SEPIC 컨버터
자동차 및 산업용 애플리케이션은 흔히 출력 전압보다 높기도 하고 낮기도 한 입력 전압을 사용해서 동작한다. DC/DC 컨버터가 입력을 스텝업도 하고 스텝다운도 해야 하는 애플리케이션에서는 주로 SEPIC 토폴로지를 사용한다.
SEPIC 토폴로지는 출력 차단을 필요로 하는 애플리케이션에 사용하기에 유용하다. 이 기능을 사용하면 출력에서 입력으로 DC 경로가 차단됨으로써 셧다운 시에 출력 전압을 완벽하게 차단할 수 있으며 출력 단락 회로 결함을 견딜 수 있다.
또 LT8330은 높은 60V 스위치 정격과 전력 스위치의 낮은 최소 온 시간 및 오프 시간에 의해서 높은 2㎃ 스위칭 주파수로도 넓은 입력 전압 범위가 가능하다.
8V~30V 입력 대 24V 출력 SEPIC
[그림4]의 회로는 넓은 입력 범위로 동작하는 24V SEPIC 컨버터를 보여준다. 최대 6W를 공급할 수 있으며 최대 86.6% 효율을 달성한다.
4V~36V 입력 대 12V 출력 SEPIC
[그림5]는 넓은 입력 범위로 동작하는 또 다른 솔루션을 보여준다. 최저 4V까지 이르는 입력 전압으로 동작하고 2W의 전력을 공급하며 최대 85% 효율을 달성한다. 입력 전압이 24V 이상이면 [그림5]의 회로로 최대 3.4W를 공급할 수 있다.
CUK 컨버터
오늘날의 전자 시스템에는 음의 전원이 흔히 사용된다. 그런데 많은 애플리케이션은 양의 입력 전압으로만 동작할 수 있다. LT8330을 Cuk 인버팅 토폴로지로 구성하면 음의 출력 전압보다 크기가 높거나 낮은 양의 입력 전압을 사용해서 레귤레이트 할 수 있다.
SEPIC 토폴로지와 마찬가지로 LT8330의 높은 60V 스위칭 정격과 전력 스위치의 낮은 최소 온 시간 및 오프 시간에 의해서 높은 2㎃ 스위칭 주파수로도 넓은 입력 전압 범위를 가능하게 한다.
8V~30V 입력 대 -24V 출력 Cuk 컨버터
[그림6]은 LT8330을 사용해서 Cuk 토폴로지로 음의 출력 전압을 레귤레이트 하는 것을 보여준다. 이 회로는 최대 6W 전력을 공급할 수 있으며 최대 87% 효율을 달성한다.
4V~36V 대 -12V Cuk 컨버터
[그림7]은 -12V 출력 Cuk 컨버터를 보여준다. 이 회로는 넓은 입력 범위로 동작하고 높은 효율로 동작한다. 최대 3.4W를 공급하며 86%의 피크 효율을 달성한다.
8V~40V 대 ±15V
[그림 8]은 듀얼 출력 +15V/-15V 컨버터를 보여준다. 이 회로는 넓은 입력 범위로 동작하고 높은 효율로 동작한다. 최대 4.8W 전력을 공급하며 87%의 피크 효율을 달성한다.
맺음말
LT8330은 컴팩트한 크기로 효율적인 전원 솔루션을 필요로 하는 애플리케이션에 사용하기에 이상적으로 적합하다. LT8330은 3V~40V의 입력 전압 범위와 견고한 60V/1A 전력 스위치를 특징으로 함으로써 다양한 형태의 부스트/SEPIC/인버팅 컨버터를 설계할 수 있다.
또 출력 리플이 낮은 부스트 모드(Burst Mode) 동작은 경부하 시에 효율을 유지한다. 전력 스위치의 낮은 최소 온 시간 및 오프 시간은 2㎒로도 동작할 수 있으므로 필요한 소자의 크기를 작게 할 수 있다. 또한 소형화된 로우프로파일 6핀 씬SOT와 8핀(3㎜×2㎜) DFN으로 제공되므로 전원 솔루션의 크기를 소형화 할 수 있다.
■ 씬SOT 모놀리식 부스트/인버팅/SEPIC 컨버터 제품군 요약
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