포토 커플러가 필요하지 않으므로 소형화, 저전력화, 고신뢰화를 동시에 실현

＜개요＞
 로옴 (ROHM) 주식회사 (www.rohm.co.kr)는 태양광 인버터 및 FA 인버터, 축전 시스템 등 대전력을 취급하는 산업기기 인버터용으로 절연형 플라이백*1 DC/DC 컨버터 제어 IC 「BD7F 시리즈」 (BD7F100HFN-LB / BD7F100EFJ-LB / BD7F200HFN-LB / BD7F200EFJ-LB)를 개발하였다.

기존에는 플라이백 방식의 절연 전원 제어에 포토 커플러*2가 사용되었으나, 소비전류 및 온도 변화, 수명 면에서의 과제가 있었다. 「BD7F 시리즈」는 이러한 포토 커플러를 삭제함으로써 플라이백 구축을 위한 부품수를 약 50% 저감하여, 시스템의 소형화와 더불어 저전력화, 고신뢰화를 동시에 실현할 수 있다. 또한, 새롭게 개발한 적응형 온 타임 제어를 채용함으로써 절연 전원 제어 IC의 과제였던 부하 응답 특성을 개선하였다. 전압 변동 200mV 이하를 실현하여, 신뢰성 향상에 기여한다.

본 시리즈는 2016년 7월부터 샘플 (샘플 가격 700엔 / 개 : 세금 불포함) 출하를 개시하였으며, 2016년 10월부터 월 50만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정이다. 생산 거점은 전공정 로옴 하마마츠 주식회사 (하마마츠), 후공정 ROHM Electronics Philippines, Inc. (필리핀)이다.

로옴은 앞으로도 아날로그 설계 기술을 구사한 고성능 전원 IC를 개발하여, 사회의 에너지 절약과 안전에 기여해 나갈 것이다.
 

＜배경＞
전자기기에는 인체 보호 및 시스템 보호를 위해 대부분 절연 기능이 탑재되어 있다. 최근 보급이 진행되는 태양광 인버터 및 축전 시스템 등 고전압 ㆍ 대전력을 취급하는 산업기기도 예외가 아니다. 이러한 산업기기의 경우, 장기간 연속 가동이나 고온 조건에서의 가동 등, 까다로운 사용 환경 조건이 더해짐에 따라 신뢰성에 대한 요구는 더욱 높아지고 있다.

지금까지 절연 전원의 제어 부품에는 포토 커플러 등 많은 구성 부품이 사용되고 있지만, 회로 규모 및 경년변화 등 신뢰성에 대한 개선이 요구되고 있다.  

＜특징＞
 1. 고신뢰성 절연 기능을 간단히 실현
「BD7F 시리즈」는 과혹한 환경에서 장시간 연속 가동이 필요한 산업기기에 최적인 절연 전원 제어 IC이다. 파워계 최첨단 BiCDMOS 프로세스를 활용하고 아날로그 설계 기술을 구사함으로써 1차측 *3에서 2차측의 전압 ㆍ 전류를 검출할 수 있다. 이에 따라, 기존에는 2차측의 전압 ㆍ 전류 검출을 위해 필요했던 포토 커플러 또는 트랜스의 3차 권선, 이를 구성하기 위한 부품이 불필요하기 때문에, 부품수를 약 50%로 저감할 수 있어, 소형화, 저전력화, 신뢰성 향상을 동시에 실현할 수 있다.

 
2. 적응형 온 타임 제어로 부하 응답 특성 개선
지금까지 절연 전원 제어 IC에는 순간적인 부하 전류의 변동에 따라 출력전압이 크게 변동한다는 과제가 있었다. 기존의 비절연형 전원 제어 IC에서 실적을 보유한 온 타임 제어를 절연형 전원 제어 IC에 새롭게 응용하였다.

이러한 적응형 온 타임 제어를 통해 일반 제어 방식에 비해 65% 이하인 출력전압 변동 200mV (부하 전류 1A, Turn-on 100μs 시)를 실현하여, 순간적인 부하 전류 변동에 대해 부하 응답 특성을 개선함으로써 신뢰성 향상에 기여한다.

3. 간단히 평가 가능한 평가 보드 제공
본 시리즈와 더불어, 대표 제품 「BD7F100HFN-LB」의 평가 보드 「BD7F100HFN-EVK-001」 판매도 개시한다.

본 평가보드를 통해, BD7F100HFN-LB를 탑재한 입력전압 24V, 출력전압 5V, 출력전류 800mA의 절연 전원을 간단히 평가할 수 있다.

＜용어 설명＞
*1) 플라이백 (방식)
회로 형태의 일종으로, 절연 전원 구성에 사용된다. 100W 정도까지의 용도에 적합하며, 부품 수 및 비용 면에서 우수하다. 이외에도 포워드 방식 등이 있으며, 이를 구성하는 디바이스의 진화가 절연 전원의 소형화 및 고효율화를 실현한다.

*2) 포토 커플러
입력된 전기 신호를 발광 소자를 통해 빛으로 변환한 후, 수광 소자가 다시 전기 신호로 변환하는 전자부품. 입력측과 출력측은 전기적으로 절연되어 있으므로, 전기 신호에 의한 노이즈 및 감전을 방지함과 동시에 신호를 전달할 수 있다.

*3) 1차측 (전원), 2차측 (전원)
전력원에서의 감전을 방지하기 위해, AC 어댑터 등에 내장된 절연 기능을 통해 직접적인 전류 경로 차단이 요구된다. 이 때, 전력원에서 절연 기능까지가 1차측, 절연 기능에서 어플리케이션까지가 2차측이다.