[칼럼] 절연형 DC-DC 컨버터에도 적용되는 멀티 칩 집적

그 동안 절연형 DC-DC 컨버터는 개별 소자 드라이버 IC나 파워 MOSFET과 같은 부품들과 함께 구현되어 왔다. 이 부품들은 다양한 토폴로지로 사용되는데 그 중 가장 두드러진 것으로는 ‘하프 브릿지’와 ‘풀 브릿지’를 꼽을 수 있다.

몇몇 클라우드 인프라 애플리케이션들은 무선 기지국 (원격 무선 장치), 파워 모듈 및 각종 형태의 온-보드 절연형 DC-DC 컨버터와 같은 하프 브릿지 및 풀 브릿지 토폴로지를 사용한다. 모터 드라이브, 팬 및 HVAC와 같은 산업용 분야의 애플리케이션도 동일하게 적용된다. 이 애플리케이션 분야의 설계 엔지니어들은 전체 솔루션의 크기를 줄이고 출력 파워를 향상시키기 위해 부단히 노력하고 있다.

온세미컨덕터의 FDMF8811은 풀 브릿지 및 하프 브릿지 토폴로지에 적용되는 업계 최초의 100V 브릿지 파워 스테이지 모듈이다. FDMF88은 고 효율성, 고 신뢰 수준에서 더 높은 전력 밀도를 전달한다.

FDMF8811은 개별 소자의 구현에 비해 일반적인 풀 브릿지 보다 PCB 면적을 약 1/3까지 줄여준다. 이로 인해 제조사들은 더 컴팩트하고 더 훌륭한 에너지 효율성을 가진 제품을 설계하는 게 가능해진다. 이에 따라 BOM 부품 개수가 확연히 줄어들게 되므로 더욱 효율적인 서플라이 체인을 통한 조립도 기대할 수 있다.

만약 PCB 면적이 문제 되지 않는다면 FDMF8811를 사용해 기존의 PCB 면적에서 더 높은 출력 전력 설계를 할 수 있다. 예를 들어, 액티브 클램프 포워드, 플라이백 및 푸시 풀과 같은 기존의 본래 저전력 토폴로지들은 FDMF8811을 이용해 하프 브릿지 및 풀 브릿지 토폴로지로 전환하는 게 가능하다.

또 다른 예로 소자 MOSFET을 사용해서 기존의 하프 브릿지를 구현하는 일이 같은 보드 면적상의 풀 브릿지 토폴로지에서도 전환 가능해진다. 이 전환은 시스템의 출력 전력을 두 배 늘려준다.
FDMF8811은 100V 파워 MOSFET 한 쌍과 120V 드라이버 IC 및 부트스트랩 다이오드를 6.0 mm x 7.5 mm PQFN 패키지에 집적했다.

시스템에서 필요로 하는 모든 주요 파워 부품들을 칩으로 집적하는 기술 확보에 주력하는 온세미컨덕터는 드라이버 및 MOSFET 동적 성능, 시스템 기생 인덕턴스 및 파워 MOSFET RDS(ON)와 관련된 설계를 최적화하면서 가능한 최고 효율을 유지한다. 이 집적은 파워 딜리버리 루프 기생 현상을 현저하게 감소시킨다. 이를 통해 전압 스트레스 및 EMI가 대폭 감소되며 시스템 신뢰성도 향상된다.

FDMF8811을 사용하는 절연 DC-DC 컨버터는 최적의 효율 수준에서 최고의 전력 밀도를 달성하도록 최적화되어 있다. 고집적, 고성능 FDMF8811을 사용하면 집적도가 주는 효율성을 마음껏 누리게 되는 것이다!

[유튜브 동영상; 클라우드 애플리케이션을 위한 온세미컨덕터의 FDMF8811은 풀 브릿지 및 하프 브릿지 토폴로지에 적용되는 업계 최초의 100V 브릿지 파워 스테이지 모듈 소개]
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=iGu5yib0Qd8]

[글_ 유 멩 (Yu Meng), 시니어 마케팅 매니저, 온세미컨덕터]