BD9V100MUF-C : 업계 최고 강압비 DC-DC 컨버터로옴의 독자적인 Nano Pulse Control 탑재

로옴은 2MHz 스위칭으로 업계 최고의 강압비를 달성한 DC-DC 컨버터 IC 「BD9V100MUF-C」를 개발하여 제공하고 있습니다.

BD9V100MUF-C는 2017년 발표 이래, 많은 주목을 받아온 제품입니다. 본 Tech Web 사이트에서도 이미 TECH INFO의 「엔지니어 인터뷰」에서 다루었으며, 「48V에서 3.3V로 직접 강압 가능한 DC-DC 컨버터 IC」라는 타이틀로, 「Part 1 : 48V에서 3.3V로 직접 강압은 불가능?」과 「Part 2 : 48V 하이브리드 시스템 전원 심플화를 통해 손실 저감」이라는 기사를 게재하였습니다.

이번 편에서는 BD9V100MUF-C의 사양과 특징에 대해 확인하고자 합니다. 이미 게재되어 있는 기본적인 기능 및 특징에 큰 변화는 없지만, 당시 게재한 사양 및 규격치는 확정 사항이 아니었으므로 약간의 변경이 있습니다. 자세한 내용에 대해서는 데이터시트를 참조하여 주십시오.

로옴의 독자적인 최첨단 전원 기술 Nano Pulse Control

Nano Pulse Control은 로옴의 「회로 설계」「레이아웃」「프로세스」의 3가지 첨단 아날로그 기술을 융합함으로써 실현한 초고속 펄스 제어 기술입니다. 마일드 하이브리드 자동차 및 산업용 로봇, 기지국의 서브 전원 등 48V계 전원 시스템의 간략화와 소형화에 기여하는 최첨단 전원 기술입니다.

「BD9V100MUF-C」는 초고속 펄스 제어 회로, 최적화 패턴 레이아웃, 고내압 BiCDMOS 프로세스로 구성된 Nano Pulse Control을 탑재하였습니다. Nano Pulse Control을 통해, 전원 IC로서 세계 최소*의 스위칭 ON 시간 9ns (typ)로 안정된 제어가 가능하여, 최대 2.3MHz의 고속 스위칭과 업계 최고인 24：1의 강압비를 실현하였습니다. *2017년 7월 로옴 조사

Nano Pulse Control의 메리트

1) 기존의 2단계 강압을 1단계로 강압할 수 있으므로, 전원 회로의 실장 면적을 50% 이상 삭감 가능

BD9V100MUF-C의 최소 ON 시간은 9ns (typ), 20ns (max)입니다. 이 최소 ON 시간은 Nano Pulse Control 기술로 안정화되어 있습니다. 예를 들어 2MHz의 스위칭 주파수로 최대 60V에서 최소 2.5V로 직접 강압할 수 있습니다. 하기 파형도는 스위칭 주파수 2.1MHz, 60V 입력, 3.3V 출력 조건에서의 실측치입니다. 이 조건에서의 ON 시간은 2.1MHz-1×(3.3V÷60V)≒26.2ns입니다. 무엇보다도 이러한 짧은 시간의 펄스가 매우 깨끗하고 안정화되어 있다는 점에 주목하여 주십시오. 당연히 출력도 깨끗하게 강압 및 안정화되어 있습니다.

이전의 고내압 강압 DC-DC 컨버터 IC의 경우, 대부분 이러한 전압 레벨 제어가 어려워 60V, 48V의 고전압에서 강압하기 위해서는 2단계의 강압이 필요했습니다. 예를 들어 우선 60V에서 12V로 강압한 다음, 그 12V를 다시 3.3V나 2.5V로 강압하는 방법을 사용했습니다. 물론 스위칭 주파수를 낮추면 대응 가능하지만, 오토모티브 관련 어플리케이션에서는 AM 라디오에 대한 간섭을 피하기 위해 스위칭 전원의 스위칭 주파수를 2MHz 이상으로 설정하는 것이 일반적이었습니다.

2단계 강압을 1단계로 가능하게 됨에 따라 전원 회로가 2회로에서 1회로로 줄어, 단순하게는 전원 회로의 실장 면적을 50% 저감할 수 있게 되는 것이 메리트입니다.

2) 고속 스위칭 주파수로 소형 외장 부품 사용이 가능하여 실장 면적을 약 60% 삭감

앞서 설명한 바와 같이 BD9V100MUF-C는 예를 들어 2MHz의 스위칭 주파수로 60V 및 48V에서 3.3V나 2.5V로 직접 강압이 가능합니다. 스위칭 전원에 필요한 외장 부품인 인덕터 및 콘덴서는 스위칭 주파수가 높아지면 필요한 인덕턴스 및 정전용량이 작아집니다. 이는 동시에 부품 사이즈도 소형화됨을 의미합니다. 따라서, 스위칭 주파수를 높임으로써 회로의 실장 면적을 절약할 수 있습니다.

하기 그림은 스위칭 주파수 300kHz와 2MHz일 때의 비교입니다. 실장 면적은 6mm²에서 2.4mm²로, 약 60% 삭감되었습니다.

BD9V100MUF-C 주요 SPEC (상세 내용은 품명을 클릭하시여 홈페이지를 참조하여 주십시오.)

※본 기사는 2018년 3월 시점의 내용입니다.