페어차일드 반도체, FAN5904 고전력 고효율 동기식 벅 컨버터를 개발
  • 2012-04-03
  • 편집부

모바일 디바이스 설계자들은 배터리 수명을 증대시켜 통화 및 데이터 전송 시간을 연장하기 위해 변화하는 표준들과 요구에 직면하고 있다. 설계자들이 이러한 기술적 과제들을 해결할 수 있도록 지원하기 위해서 선도적인 고성능 전력 및 모바일 솔루션 글로벌 공급회사인 페어차일드 반도체가 이동통신단말기와 테블릿의 RF 영역을 위한 전력관리 제품을 개발했다.
페어차일드는 자사의 현재 진행중인 모바일 이니셔티브의 일환으로 고객과의 긴밀한 협력을 통해 GSM/GPRS/EDGE, 3G/3.5G, 4G 전력증폭기를 지원하는 FAN5904 고전력 고효율 동기식 벅 컨버터를 개발했다. 디바이스는 무선-지원 모바일 기기에서 전력소모를 낮추어 연결 시간을 60분 이상 연장시킨다. FAN5904는 23.5mm2이하의 공간만을 차지는 소형 솔루션 실장공간을 제공하며, PA의 RF 성능을 유지하면서 최소 20℃까지 동작 온도를 낮춘다.
FAN5904는  GSM/EDGE PAMs, 3G/3.5G, 4G PA 각각에 대해 고전력 모드와 저전력 모드를 지원한다. 고전력 모드의 경우, GSM Tx 전력이 활성화되며, 심지어 GSM/EDGE PAM에 대해 3:1 VSWR 안테나 불일치가 발생한 경우에도 FAN5904은 최대 35dBm의 출력 전력을 제공할 수 있다. 디바이스는 3MHz 스위칭 주파수 조건에서 PWM 모드로 동작하여 2.3A를 처리하면서 최대 92%의 효율을 달성할 수 있다. 3G/3.5G, 4G PA의 경우, FAN5904는 저전력 모드에서 동작하며 3:1 VSWR 조건을 포함하는 최대 29dBm의 출력 전력을 지원한다.
저전력 모드 조건에서 FAN5904의 스위칭 주파수는 보다 무거운 전류 부하를 위해 PWM 모드에서 6MHz이다. 100mA 이하의 보다 가벼운 전류 부하 조건 하에서는 FAN5904은 PA의 출력 전력이 20dBm일 때 효율을 한층 더 최적화시키기 위해서 PFM 모드로 전환한다. FAN5904은 고전력 모드에서는 3MHz, 저전력 모드에서는 6MHz로 동작하기 때문에 1개의 470nH, 2520 인덕터와 2개의 4.7µF, 1508 커패시터를 사용하여 이를 구현할 수 있으며 결과적으로 20.5mm2의 PCB 공간을 달성할 수 있다. 추가적인 공간 절감을 위해 470nH, 2016 인덕터를 사용하면 전체 FAN5904 솔루션을 15mm2이하의 공간으로 구현할 수 있다.

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