TI (대표이사 켄트 전)는 50A/cm3 이상의 전류 밀도를 제공하는 업계 최초의 12V, 10A, 10MHz 직렬 커패시터 벅 컨버터 IC를 출시한다고 밝혔다.
이러한 전류 밀도는 현재 이용할 수 있는 다른 12V 전원 관리 소자 또는 솔루션에 비해 4배 높은 성능을 달성한다. TPS54A20 SWIFT™ 동기식 DC/DC 컨버터 제품은 고유한 토폴로지를 적용하여 8V~14V 입력 및 10A 출력 애플리케이션에 요구되는 특수한 자기 소자나 복합 반도체를 사용하지 않고서 위상당 최대 5MHz에 이르는 고속 스위칭 동작이 가능하다. 또한 TI의 WEBENCH® 파워 디자인 툴을 통해 이 스텝다운 컨버터를 사용함으로써 공간 및 높이가 제약적인 POL(point of load) 통신 및 네트워킹 전원장치 설계에 적합하며, 개발 시간 단축이 가능하다. (보다 자세한 정보와 샘플 및 평가 모듈 주문에 관해서는 www.ti.com/tps54a20-pr-kr 참조)
TPS54A20은 스위치드 커패시터 회로와 멀티위상 벅 컨버터를 통합한 고유의 직렬 커패시터 DC/DC 벅 토폴로지를 탑재하고 있다. 이러한 커패시티브 변환 기술을 적용함으로써 효율적인 고주파 동작이 가능하며 기존 컨버터보다 무려 7배 작아진 크기를 자랑한다. 비디오 ‘10A DC/DC 컨버터 설계에서 인덕터 크기를 줄이는 방법’, 백서 ‘공간 제한적인 애플리케이션에서의 전원 공급 혁신’, 애플리케이션 노트 ‘직렬 커패시터 벅 컨버터의 소개’에서 보다 자세한 내용을 확인할 수 있다. 기술 분석 내용과 12V 입력, 1.2V/10A 출력 애플리케이션을 예로 들어 기존의 벅 컨버터보다 4배 높은 스위칭 주파수로 동작하면서 더 높은 피크 효율을 달성하는 결과에 대해서도 확인할 수 있다.
TPS54A20의 주요 기능 및 장점
소형 솔루션: 소형 HotRod™ QFN(quad flat no-lead) 패키지로 제공되며, 경제적인 비용의 작은 2MHz~5MHz 인덕터로 131mm2의 솔루션 크기를 달성할 수 있다. 이는 유사 500kHz DC/DC 컨버터 설계보다 50% 적은 면적을 차지한다 (블로그: “전압 레귤레이터 크기를 줄이는 방법)
낮은 프로파일: 높이가 2mm 미만이므로 크기, 무게 및 BOM(bill of materials)을 절감할 수 있고, 소형 10A 전압의 레귤레이터를 PCB(printed circuit board) 후면에 탑재 가능하다. 이에 따라 개발자들은 산업용 서버나 여타 공간 제한적인 애플리케이션에서 TPS54A20의 소형 크기의 이점을 활용할 수 있다.
메가헤르츠대(MHz)의 스위칭 동작 주파수: 14ns 최소 온타임(on-time)이 가능하므로 효율이나 EMI(electromagnetic interference) 성능 저하없이 4/7/10MHz 동작이 가능하다. 이와 관련하여 ‘6A 이상 부하 전류에서의 12V에서 1.2V로 변환하기 위한 3가지 벅 컨버터 회로 레퍼런스 디자인(http://www.ti.com/tool/PMP11438)’을 다운로드하여 보다 자세한 내용을 확인할 수 있으며, DDR(double-data-rate) 4 메모리 애플리케이션을 위한 1.2V 출력 전압을 제공한다.
공급, 패키징 및 가격
이 새로운 DC/DC 컨버터는 현재 TI 및 공인 대리점을 통해서 이용 가능하다. 20핀, 3.5mm x 4mm x 1mm의 열 향상 HotRod QFN 패키지로 제공되는 TPS54A20은 1,000개 수량 기준으로 개당 3.25달러에 구입할 수 있다. 또한 4MHz, 10A TPS54A20EVM-770 동기식 듀얼위상 컨버터 평가 모듈을 제공하며, PSpice 과도현상 모델을 다운로드 할 수 있다.
TI의 전원 관리 포트폴리오에 대한 보다 자세한 정보
다양한 전원 공급 장치 애플리케이션을 위한 TI의 고성능 SWIFT DC/DC 컨버터 포트폴리오(http://goo.gl/y51PF6)
TI E2E™ 커뮤니티의 전원 관리 포럼(https://goo.gl/nnJdXx)에서 솔루션 검색 및 도움말을 얻고, 지식 공유 가능
TI 디자인스 레퍼런스 디자인 라이브러리에서 전원 레퍼런스 디자인 다운로드(http://goo.gl/VKs1Ri)