부하가 줄어든 상태에서도 전원공급장치와 충전기가 항상 무소음으로 동작하도록 지원

ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)가 소형의 효율적인 USB-PD 충전기, 고속 배터리 충전기, 보조 전원공급장치의 설계와 구현을 간소화하는 GaN 플라이백 컨버터 시리즈를 출시했다. 이 컨버터는 ST의 독보적 기술이 탑재되어 부하가 줄어든 상태에서도 전원공급장치와 충전기가 항상 무소음으로 동작하도록 지원해 탁월한 사용자 경험을 제공한다고 업체 측은 밝혔다.

700V GaN 전력 트랜지스터를 내장한 VIPerGaN50W를 시작으로, 새로운 컨버터 시리즈는 플라이백 컨트롤러와 최적화된 게이트 드라이버를 소형 전력 패키지에 통합했다. 통합된 게이트 드라이버는 게이트 저항과 인덕턴스에 대한 미세 조정 작업이 필요하지 않아 제품 출시 기간을 단축하는 것은 물론, 전력 밀도를 높이고 부품원가(BOM)를 최소화하도록 지원한다.



50W 플라이백 컨트롤러는 최대 부하까지 제로 전압 스위칭(ZVS: Zero-Voltage Switching) 기반 준공진(Quasi-Resonant) 모드로 동작한다. 경부하에서는 주파수 폴드백(Frequency Foldback)을, 중부하에서 고부하까지는 밸리 스키핑(Valley Skipping)을 통해 스위칭 주파수를 제한함으로써 최적의 효율을 달성한다.

밸리 스키핑 동작 시, ST의 독보적 밸리 잠금(Valley Lock) 기능을 통해 스킵된 밸리 수를 안정화시킴으로써 오디오 주파수 변동을 방지하고 부하 범위 전체에서 무소음 동작을 보장한다. 무부하 상태에서는 컨버터가 버스트 모드(Burst Mode)로 동작하여 전력 소모를 30mW 미만으로 줄여 엄격한 친환경 설계 규정을 준수하도록 한다.

첨단 전력관리 기능을 통해서는 공급 전압이 변동되더라도 출력 전력 성능과 스위칭 주파수를 안정적으로 유지하도록 보장한다. 과도한 출력 전력을 방지하는 라인 전압 피드포워드(Line-Voltage Feedforward) 기능이 포함돼 설계자는 과도한 사양의 전원공급장치 부품을 사용할 필요가 없으며, 동적 블랭킹 시간(Dynamic Blanking Time)으로 주파수를 제한하여 스위칭 손실을 최소화할 수 있다. 입력 및 출력 과전압 보호, 과열 차단, 브라운인(Brown-In) 및 브라운아웃(Brown-Out) 보호 기능도 제공된다.

현재 출시된 EVLVIPGAN50WF 평가 보드로는 2차측 동기식 정류 기능을 갖춘 15V/50W 절연 플라이백 컨버터를 구현하면서 VIPerGaN50W 기반 컨버터 개발을 가속화하도록 지원한다. 이 컨버터는 90VAC에서 265VAC 범위에서 동작하는 범용 애플리케이션용으로 개발돼 내장된 센스FET(senseFET) 및 고전압 시동 회로 등과 같은 VIPerGaN50W의 기능을 활용할 수 있다.