압도적인 저전력 성능을 실현한 승강압 DC-DC 컨버터 : BD83070GWL：경부하에서 중부하까지 고효율 배터리 기기의 장시간 구동에 기여

BD83070GWL은 MOSFET 내장 승강압 DC-DC 컨버터 IC로, 배터리 구동의 모바일 기기 및 웨어러블 기기, IoT 기기용으로 개발되었습니다. 승강압 동작을 통해 배터리의 에너지를 최대한으로 이용함과 동시에, 경부하에서 중부하까지 넓은 부하 조건에서 업계 최고 효율*과 업계 최고 수준의 저소비전류를 실현함으로써, 배터리 구동 기기의 장시간 구동이 가능합니다. * 2019년 7월 로옴 조사

배터리 구동 어플리케이션용으로 개발된 고효율 · 초저소비전력 DC-DC 컨버터 IC로는, 이미 승압용 BU33UV7NUX, 강압용 BD70522GUL 등을 구비하고 있습니다. 승강압용 BD83070GWL은, 이러한 고효율 · 초저소비전력 DC-DC 컨버터 IC의 라인업을 보완하는 제품입니다.

배터리의 소형화에 대응하면서 기기의 구동 시간을 충분히 확보하기 위한 방법

최근, 모바일 기기, 웨어러블 기기 및 IoT 기기와 같이 배터리로 구동하는 전자기기가 다양한 분야에서 이용되고 있습니다. 이러한 기기에 탑재되는 디바이스에는 디자인성 향상 및 신기능 탑재용 스페이스 확보를 위한 소형화와, 배터리의 장수명화를 위한 극한의 저소비전력화가 요구됩니다.

배터리의 수명 연장을 위해서는, 기기의 소비전력 삭감과 배터리의 에너지를 끝까지 사용하는 것이 중요합니다. 기기를 구성하는 다양한 디바이스에서 다양한 방법을 통해 소비전력 삭감이 시도되고 있습니다. 그 중 배터리의 에너지를 직접 변환하여 다른 디바이스에 공급하는 전원의 저소비전력화를 추구하는 것은 매우 중요합니다.

전원의 저소비전력화를 위해서는, 부하 조건이나 동작 모드에 관계 없이 자기 소비전력을 억제하여 효율을 높일 필요가 있습니다. 배터리 입력의 경우, 입력전압이 설정 출력전압보다 높은 초기 전압에서 설정 출력전압을 밑도는 전압까지 변화합니다. 따라서, 배터리의 에너지를 최대한으로 사용하기 위해서는, 입력 (배터리) 전압이 설정 출력전압보다 높은 상태에서는 고효율의 강압 동작을 실행하고, 입력이 설정 출력전압을 밑도는 경우는 고효율의 승압 동작으로 전환하여 출력전압을 일정하게 유지하는 승강압 컨버터가 매우 유용합니다. 즉, 경부하 · 중부하에 관계 없이 고효율로, 강압 · 승압에서 모두 고효율 동작이 가능한 승강압 컨버터가 배터리의 수명을 최대화할 수 있는 전원이라고 할 수 있습니다.

광범위한 부하 조건에서 고효율을 실현하는 승강압 DC-DC 컨버터 : BD83070GWL

BD83070GWL은 소형 배터리로 구동하는 전자기기용으로 개발된 초저소비전력 승강압형 DC-DC 컨버터 IC입니다.

저손실 파워 MOSFET를 내장하고, 초저소비전류 회로를 채용함으로써, 경부하에서 중부하에 걸쳐 폭넓은 부하전류 범위에서 고효율을 실현합니다. 또한, 독자적인 기술을 통해 부드러운 (seamless) 승강압 동작 전환이 가능합니다.

＜특징＞

• ・0.13µm의 BiCDMOS 파워계 프로세스를 채용한 저손실 MOSFET 내장
  
   －전동 칫솔, 전기 면도기 등의 부하전류 200mA 동작 시에, 업계 최고의 전력 변환 효율 97%를 실현
  
   －경부하에서 최대 부하 (100µA~1A) 조건에서 90% 이상의 고효율 달성
  
   －어플리케이션 스탠바이 시 (부하전류 100µA 상정), 배터리를 1.53배 더 오래 사용 (로옴 조사)
• ・저소비전류 회로 및 자동 PFM / PWM 제어 기술
  
   －소비전류는 승강압 전원 IC로 업계 최고 수준인 2.8µA Typ. (VIN＝3.6V, Auto-PFM / PWM, 무부하)
• ・로옴의 독자적인 제어 기술 「X Ramp PWM 제어」를 탑재하여 부드러운 (seamless) 승강압 전환 실현
• ・열, 과전압, 과전류, UVLO 보호기능 탑재

＜기본 사양＞

• ・입력전압 범위 : 2.0V~5.5V
• ・출력전압 : 2.5V, 3.3V (pin 선택)
• ・출력전류 : 1A (최대)
• ・스위칭 주파수 : 1.5MHz (Typ.)
• ・소비전류 : 2.8µA (Typ.)
• ・동작온도 범위 : -40℃~＋85℃
• ・1.20×1.60×0.57 (mm)의 초소형 12pin UCSP50L1C 패키지

＜어플리케이션 예＞

・ IoT 기기 등 코인 배터리 탑재 전자기기

・ 1셀 Li-ion 배터리 탑재 전자기기

・ 완구, 전동 칫솔 등의 건전지 탑재 전자기기

＜평가 보드 정보＞

BD83070GWL을 탑재한 평가 보드 「BD83070GWL-EVK-001」은 온라인 부품 유통 사이트에서 구입 가능합니다. 상세 내용은 서포트 페이지를 참조하여 주십시오.

＜높은 저전력 성능을 실현한 모바일 기기용 전원 IC 라인업＞

기능	품명	소비전류	입력전압	출력전압	최대 출력전류	동작 주파수	최고 효율	패키지
승강압	BD83070GWL	2.8µA	2.0～5.5V	2.5, 3.3V	1000mA	1.5MHz	97% @200mA	UCSP50L1C (1.2mm×1.6mm)
승압	BU33UV7NUX	7µA (MODE=L) 13µA (MODE=H)	0.6～4.5V	3.3V	50mA (MODE=L) 500mA (MODE=H)	800kHz	91% @1mA	VSON010X3020 (3mm×2mm)
강압	BD70522GUL	0.18µA	2.5～5.5V	1.2, 1.5, 1.8, 2.0, 2.5, 2.8, 3.0, 3.2, 3.3V	500mA	1MHz	90% @10µA	VCSP50L1C (1.76mm×1.56mm)

※본 기사는 2019년 11월 시점의 내용입니다.