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프리스케일, 태양광 애플리케이션용 혁신 전력 변환 기술

아날로그 및 전원 관리 IC 공급업체인 프리스케일 반도체(코리아 대표 최충원, www.freescale.co.kr)는 광전지(PV) 애플리케이션을 위한 경이적인 전력 변환 기술을 APEC(Applied Power Electronics Conference and Exposition)에서 시연했다.

프리스케일은 불과 0.32V의 저전압으로 태양 전지를 켜고 작동 시킬 뿐 아니라 작동시 전압을 0.25V까지 낮출 수 있는 업계 선도적인 성능과 효율을 구현하는 첨단 초저전압 DC-to-DC 컨버터 기술을 개발했다. 대부분의 IC는 외부의 도움 없이 트랜지스터의 일반적인 턴온(turn-on) 전압(약 0.7V)보다 낮은 전압에서는 켤 수 없다. 이런 한계 때문에 시스템 설계시 선택의 폭이 좁아지며 초저전압을 필요로하는 전력 변환 및 에너지 복구 애플리케이션이 늘어난다.

프리스케일의 전력 변환 기술은 IC의 시동에 필요한 역치 전압(threshold voltage)을 0.32V로 낮추면서 거의 90%까지 효율을 높일 수 있다. 이런 놀랄만한 기술은 광범위한 싱글셀(single-cell) 태양광 전력 시스템과 열전기식및 기계식 청소 시스템 등의 에너지 하베스팅(harvesting, 에너지 수확 기술) 애플리케이션을 개발할 수 있는 실용적이고 비용 효율적인 방법들을 가능하게 한다. 발전 가능한 애플리케이션으로는 태양광 전기 기반의 전지 충전기, 자동차 시스템용 미세 충전기, 휴대 전화 및 노트북 PC용 충전기, 원격 데이터 수집 및 산업용 HVAC 시스템, PV 기반 교통 신호, 태양광 발전 기반의 가정용 및 산업용 조명 제품, 자가 발전 기반의 무선 자동응답기 등이 있다.

초저전압 DC-to-DC 컨버터 IC
프리스케일의 전력 변환 기술을 이용할 경우, 저가의 태양 전지 하나만 있으면 100mA로 리튬 이온 전지를 충전할 수 있다. 현재 충전 시스템은 태양 전지 여러 개를 연결해야 하기 때문에 고비용 및 저효율 구조이며, 불감(sensitivity to shading) 및 셀(cell) 불일치가 생길 확률이 더 높다.

프리스케일의 아날로그, 혼합 신호, 파워 사업부 총책임자 알만 나가비(Arman Naghavi) 상무는 “우리가 APEC에서 선보인 프리스케일 아날로그 기술의 초저전압 기능과 전력 변환 효율에 근접하는 IC 솔루션은 현재 시중에서 찾아볼 수 없다. 프리스케일은 기술적, 실무적으로 가장 어려운 과제 중 하나인 단일 태양 전지에서 전력을 추출하는 단일 칩 솔루션을 선보였다. 이 경이로운 IC를 사용하면 비용을 줄일 수 있으며, 혁신적인 태양광 전지 충전기, 에너지 하베스팅 시스템, 기타 저전압 에너지원을 능률적으로 개발할 수 있다”고 말했다.

프리스케일의 DC-to-DC 전력 변환 기술은 SMARTMOS 10 공정 기술, 최적화된 FCOL(Flip-Chip On Leadframe) 패키징, 혁신적인 IC 설계가 서로 합쳐져 성능과 효율이 탁월해졌다. 프리스케일의 130나노 SMARTMOS 10 기술은 저전압에서 작동이 가능하며 높은 효율을 자랑한다.

SMARTMOS 기술은 프리스케일의 독자적인 BiCMOS형 스마트 파워 공정 기술이며, 이 공정 기술을 이용하면 정밀 아날로그, 효율적인 전력 디바이스, 고밀도 CMOS 로직을 저비용으로 단일 칩 제품에 통합할 수 있다. SMARTMOS 기술은 세대가 바뀔 때마다 더 작아진 칩에 아날로그, 전력, 디지털 기능이 개선되고 있다.

SMARTMOS 10 기술은 프리스케일의 최신 스마트 파워 공정 기술로서, 특정 온도에서 전력 디바이스의 누설 수준을 최소화하여 배터리 사용 시간을 이전 세대보다 20배 이상 늘릴 수 있다. 이 130나노 기술을 적용하면 보드 점유 공간이 50% 이상 줄어든다. 이는 전력, 아날로그, 디지털 기능의 경우 업계 최고의 세대간 감소 폭이다. 이 기술을 이용하여 전지 전력 및 보호, 컬러 화면, 키패드, 고속 디지털 USB, 마이크 및 스피커 등과 같은 다양한 기능을 관리할 수 있는 다용도의 단일 칩 제품을 만들 수 있다.

아이씨엔 매거진 2009년 03월호

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