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글로벌 반도체 기업인 텍사스 인스트루먼트(TI)는 전력 효율성과 밀도를 대폭 끌어올려 파워 시스템을 보다 자유롭게 디자인할 수 있는 전력변환장치 2종을 공개했다. 100V 통합 질화 갈륨(GaN) 전력계와 1.5W 절연 DC/DC 모듈이 그 주인공으로, 엔지니어는 더 작은 크기의 디바이스에서 더 많은 전력을 달성하고 더 낮은 비용으로 최고의 전력 밀도를 제공할 수 있도록 디자인 가능한 TI의 새 전력 변환 장치 포트폴리오이다.
100V 통합 GaN 전력계로 전력 밀도 및 효율성 향상
엔지니어는 TI의 새로운 100V GaN 전력계인 LMG2100R044 및 LMG3100R017을 사용하여 중전압 애플리케이션의 전원 공급 장치 솔루션 크기를 40% 이상 축소하고, GaN 기술의 높은 스위칭 주파수를 통해 1.5kW/in3 이상의 업계 최고 전력 밀도를 달성할 수 있다. 또한 새로운 포트폴리오는 실리콘 기반 솔루션에 비해 스위칭 전력 손실을 50% 줄이면서 낮은 출력 커패시턴스와 낮은 게이트 드라이브 손실을 통해 98% 이상의 시스템 효율을 달성한다. 예를 들어 태양광 인버터 시스템에서 밀도와 효율이 높으면 동일한 패널로 더 많은 전력을 저장하고 생산하면서 전체 마이크로 인버터 시스템의 크기를 줄일 수 있다.
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| ▲ LMG2100 |
100V GaN 포트폴리오에서 열 성능의 핵심 요소인 TI의 열적으로 강화된 양면 냉각 패키지로 디바이스 양쪽에서 더 효율적으로 열을 제거할 수 있으며 타사의 통합 GaN 장치에 비해 향상된 열 저항을 제공한다.
TI Major Account 기술지원 팀장인 신주용 이사는 "데이터센터의 처리능력 향상부터 공간제약이 있는 전기차시스템까지, 설계자는 더 작은 공간에 더 많은 전력을 공급하면서도 적은 비용으로 기능을 향상시켜야 하는 과제를 안고 있다"며, "열강화 패키지 기술이 적용된 100V GaN 전력계로 솔루션 크기를 40% 이상축소, 스위칭 손실을 50%까지 낮춤으로써 전력 효율 향상된다"고 밝혔다.
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| ▲ 텍사스 인스트루먼트 코리아 신주용 이사가 발표를 진행하고 있다. |
업계 최소형 1.5W 절연 DC/DC 모듈
개별 솔루션 대비 8배 이상, 타사 모듈보다 3배 이상 높은 전력 밀도를 제공하는 TI의 새로운 1.5W 절연 DC/DC 모듈은 차량용 및 산업용 시스템을 위한 최고 출력 전력과 절연 기능(3kV)을 4mm×5mm의 VSON(very thin small outline no-lead, 매우 얇은 소형 아웃라인 무연) 패키지로 구현한다. 엔지니어는 TI의 UCC33420-Q1 및 UCC33420을 사용하여 더 적은 수의 부품과 간단한 필터 설계로 CISPR(Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques) 32 및 25와 같은 엄격한 전자파 간섭(EMI) 요구 사항을 쉽게 충족할 수 있다.
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| ▲ UCC33420-Q1 |
새로운 모듈은 바이어스 전원 공급 장치 설계에서 외부 변압기가 필요 없는 TI의 차세대 통합 변압기 기술로 엔지니어는 솔루션 크기를 89% 이상 축소하고 높이를 최대 75%까지 줄이면서 개별 솔루션 대비 재료 사양서를 절반으로 줄일 수 있다.
이 소형 패키지의 첫 번째 차량 인증 솔루션을 통해 엔지니어는 배터리 관리 시스템과 같은 전기차 시스템용 바이어스 공급 솔루션의 설치 공간, 무게, 높이를 줄일 수 있다. 공간 제약이 있는 데이터 센터의 산업용 전력 공급을 위해 설계자는 이 새로운 모듈을 사용하여 인쇄 회로 기판 면적을 최소화할 수 있다.
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| ▲ 텍사스 인스트루먼트 코리아 안병남 상무가 발표를 진행하고 있다. |
TI 오토모티브 기술지원 팀장인 안병남 상무는 "업계최소형 1.5W 절연 DC/DC 모듈로 차량용 및 산업용 애플리케이션에 8배 이상 높은 전력밀도를 제공함으로써 설치 공간은 더 작아지고, 고급 냉각 기술로 열 성능이 향상되며, 멀티 레벨 컨버터 토폴로지로 효율성도 높아진다"고 강조했다. |
