700V GaN 트랜지스터와 PWM 제어 IC 통합으로 압도적 전력 밀도 구현
세계적인 반도체 기업 ST마이크로일렉트로닉스(ST)가 고집적 전력 변환 라인업인 VIPerGaN 시리즈에 새로운 65W 플라이백 컨버터 ‘VIPerGaN65W’를 추가했다. 이번 신제품은 700V GaN 트랜지스터와 준공진(Quasi-Resonant) PWM 제어 IC를 단일 5mm x 6mm PQFN 패키지에 통합한 것이 특징이다. 이로써 개발자들은 USB-PD 충전기, 초고속 배터리 충전기 및 가전용 전원 공급장치를 더욱 작고 효율적으로 설계할 수 있게 되었다.
고효율 스위칭 기술로 에너지 손실 및 노이즈 최소화
VIPerGaN65W에 탑재된 플라이백 컨트롤러는 최대 부하 상태까지 준공진 모드로 동작하며, 제로 전압 스위칭(Zero-Voltage Switching, ZVS)을 구현해 스위칭 손실을 극적으로 낮춘다.
효율 최적화를 위한 다양한 기술도 적용되었다. 중부하 및 고부하 구간에서는 ‘밸리 스키핑(Valley Skipping)’ 기술을 통해 효율을 높이고, ST만의 ‘밸리 록킹(Valley Locking)’ 기술을 적용해 오디오 주파수 대역의 노이즈 발생을 차단함으로써 저소음 동작을 보장한다.
또한, 경부하 시에는 주파수 폴드백 모드로 전환되며, 무부하 상태에서는 버스트 모드로 동작하여 대기 전력 소모를 30mW 미만으로 유지한다. 이는 전력 소비에 민감한 최신 가전 및 휴대용 기기 어댑터의 친환경 설계 기준을 충족하는 수치다.
부품 최소화 및 설계 간소화로 시장 출시 기간 단축
신제품은 GaN 트랜지스터 특성에 정밀하게 맞춰진 게이트 드라이버를 내장했다. 설계자는 별도의 외부 부품을 추가하지 않고도 최적화된 스위칭 성능을 얻을 수 있으며, 이를 통해 부품 원가(BOM) 절감과 전력 밀도 향상을 동시에 달성할 수 있다. 내부적으로는 고전압 스타트업 회로와 정밀 전류 모니터링을 위한 SenseFET이 통합되어 회로 구성을 한층 간소화했다.
