플랜트 및 공장자동화와 웨어러블를 위한 사물인터넷(IoT) 기기들은 센싱 정보에 대한 정확한 데이터를 전송해야 하면서도 오랜시간 동안 디바이스를 온(on) 상태로 유지해야 한다. 여기서 가장 중요한 요소중의 하나는 단연 배터리의 대기시간으로 집약된다. 기본적으로 플랜트 등에 사용되는 산업용 IoT 디바이스에서는 기본적으로 10년의 배터리 대기시간을 요구한다.
사물인터넷 및 웨어러블 배터리의 대기시간을 장시간 유지하기 위한 엔지니어들이 텍사스인스트루먼트(이하, TI)의 새로운 초저전력 저전압 강하(LDO) 선형 전압 레귤레이터에 주목해야 하는 이유다.
TI가 새롭게 출시한 선형 레귤레이터 TPS7A02를 통해 배터리 수명을 기존 대비 2배 이상 늘리는 것이 가능해 졌다. TI는 “새롭게 출시된 TI의 선형 레귤레이터는 전압 강하 조건에서도 경부하에서 낮은 대기 전류를 제공하므로 애플리케이션의 배터리 수명을 최소 2배로 늘려 준다.”고 강조한다.
TPS7A02의 가장 큰 장점이자 특징이다. 경부하에서 초저 대기 전류 제어가 가능해 리튬이온과 같은 표준 배터리 화합물을 사용하는 애플리케이션에서 배터리 수명을 최소 2배로 향상시켜 준다는 것.
예를 들어, 무선 비디오 도어벨과 보안 카메라 설계에 TPS7A02를 사용하면 24개월 이상 배터리 수명을 유지할 수 있다. 이는 기존 업계 표준의 최고 4배에 해당한다. 여기에 3nA의 매우 낮은 셧다운 대기 전류로 휴대용 의료 및 웨어러블 애플리케이션에서 경쟁 디바이스 대비 최대 5배까지 배터리 수명을 연장할 수 있다고 한다.
최근 서울에서 가진 기자간담회에서 샘 웡(Samuel Wong) TI 파워매니지먼트 솔루션 제품 매니저는 “사물인터넷 및 웨어러블 기기에서 2~3년에 한번 배터리 교체가 이뤄졌던 것을 이제 10년까지 확장하는 것이 가능하다. 제품 수명주기와 같이 배터리 수명을 유지하는 것이 가능해졌다.”고 강조했다.
또한, 업계 최고 수준의 과도상태 응답으로 더 빠른 웨이크업을 제공하고 애플리케이션 응답 시간과 동적 성능을 향상시킨다. 신제품이 지닌 소형 솔루션 풋프린트는 엔지니어로 하여금 전원 솔루션 크기를 줄여 더 작고 가볍고 효율적인 제품을 더 신속하게 설계할 수 있도록 지원한다. 따라서 엔지니어는 TPS7A02를 사용해 솔루션 크기를 70%까지 줄이고 공간이 제한된 애플리케이션에서 유연한 설계를 고려하거나, 시스템 비용을 낮출 수 있게 됐다.
웨어러블 기기에서 중요한 고려사항 중 하나는 인체 주위에서 정확한 신호를 얻어내는 것이다. 샘 웡 제품 매니저는 “TPS7A02는 빠르게 변하는 부하에 신속하게 반응하고 출력 전압의 변화를 최소화함으로써 인체 주위에서 정확한 신호를 얻기 위해 깨끗한 전력을 필요로 하는 휴대용 의료기기 및 무선 사물인터넷(IoT)과 같은 고정밀, 저전력 분야에서 큰 애플리케이션을 기대한다.”고 밝혔다.
TPS7A02는 대기 전류를 절약하는 낮은 부하 상태에서 높은 부하의 빠른 과도상태로 자동 전환하므로 외부 회로나 부품이 필요하지 않다. 이에 따라 엔지니어는 TPS7A02를 사용하여 솔루션 크기를 70% 줄이고 공간이 제한된 애플리케이션에서 설계에 더 많은 기능을 추가하거나 더 작은 보드를 사용하여 시스템 비용을 낮출 수 있다.
이러한 특징들로 TI의 선형 레귤레이터 TPS7A02는 다양한 산업분야 애플리케이션 엔지니어들로부터 주목받을 전망이다. 플랜트 자동화, 그리드 인프라, 빌딩 자동화, 의료용 장비 및 웨어러블 시장과 같은 전력에 민감한 다양한 고정밀 및 저전력 애플리케이션에서 중요한 설계 과제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.
오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr
