맥심, 저전력 무선 장치를 구동하는 새로운 초소형 에너지 하베스팅 및 전력 관리 IC 출시

Maxim Integrated Products(www.maxim-ic.com)는 일종의 고체 배터리인 MEC(micro-energy cell의 충전 및 보호는 물론 상시 에너지 하베스팅을 위한 모든 전력 관리 기능을 통합한 업계 최초 IC인 MAX17710을 출시했다.
매우 낮은 전류 레벨에서 동작하는 MAX17710은 1μW~100mW 범위의 출력 레벨을 갖는 적절히 레귤레이트되지 않은 다양한 에너지 하베스팅 소스에서 나오는 에너지를 받아들인다. 대표적인 예로는 광전자 셀에서 얻는 빛, 압전 소재에서 얻는 진동, 열전기 발생장치에서 수확하는 열, RF(근거리 무선통신 등)가 있다. MAX17710에는 프로그래밍 가능 입력 부스트 레귤레이터가 내장되어 있어 0.8V의 낮은 에너지원을 갖는 MEC를 충전하기 위해 고가의 외부 부품을 사용할 필요가 없다.
이 소자는 선형 션트 직렬 레귤레이터를 이용하여 MEC를 보호한다. 매우 낮은 무부하 전류, 가변 저전압강하 선형 레귤레이터(LDO)는 3.3V, 2.3V 또는 1.8V의 선택 가능한 전압을 갖고 있어 다양한 부하에 맞추어 MAX17710을 조정할 수 있다. 로우 프로파일 0.5mm TQFN 패키지로 제공되는 이 IC는 카드와 같은 새로운 종류의 얇은 애플리케이션을 구현한다. 또 웨이퍼 형식으로 제공되어 더 얇은 폼 팩터도 구현할 수 있다. MAX17710은 파워 스마트 카드, 실시간 클록 (RTC)/메모리 백업 애플리케이션 및 무선 센서 네트워크에 적합하다. 무선 센서 네트워크에는 관개 밸브 제어와 같은 원격 애플리케이션, 빌딩 에너지 관리, 머신 모니터링 시스템, 자산 추적, 생체인식 보안 시스템, 의료 애플리케이션 및 다양한 휴대용 가정 기기가 포함된다.
에너지 하베스팅은 폭발적인 성장이 예상된다. 그러나 에너지원이 아무리 매력적이고 성장 가능성이 높더라도 지금까지 이를 위해 서로 다른 많은 전력 관리 블록과 기능을 결합할 필요가 있었기 때문에 효율적인 하베스팅의 구현은 지연되어 왔다. 기본적인 부품의 조립과 이로 인한 더 많은 공간의 필요는 애플리케이션 크기와 비용을 줄이려는 목표를 무산시켰다. 한편 시스템에 추가되는 무부하 전류를 위해 이를 저장하는 더 큰 셀이 필요했으며, 전체 전력 예산은 낮은 에너지 주변 소스로서는 관리할 수 없는 수준으로 상승했다.
Maxim은 MAX17710 에너지 하베스팅 및 전력관리 솔루션을 개발하면서 THINERGY? 고체, 충전형 MEC 배터리 제품의 제조업체인 Infinite Power Solutions, Inc.(IPS)와 긴밀히 협력해 왔다. THINERGY MEC는 유연하며, 혁신적인 재충전가능성, 사이클 수명 및 전력 성능을 제공한다. 이들 우표 크기의 초박형 에너지 저장 제품은 매우 낮은 자체 방전율을 가지므로 오랜 기간 보관할 수 있고 지속적으로 신뢰할 수 있는 백업 전력을 제공한다. 최고 수준의 사이클 수명과 고유의 금속 포일 캡슐화는 수십 년 동안 유지보수가 필요 없는 신뢰할 수 있는 동작을 보장한다.
매우 낮은 동작 전류를 갖는 MAX17710은 프로그래밍 가능 레귤레이터, 버퍼 에너지 저장 관리, THINERGY MEC를 위한 충전기 및 보호 기능을 통합함으로써 에너지 하베스팅 시스템 설계를 간소화한다.
MAX17710은 THINERGY MEC를 안전하게 충전하는 매우 낮은 무부하 선형 충전기 블록을 제공한다. 과전압 조건으로부터 MEC를 보호하기 위해 MAX17710은 입력 전압을 레귤레이트하고 초과 전력을 션트할 수 있다. 매우 낮은 무부하 전류, 저전압 보호 회로는 MEC의 과방전으로 인한 잠재적 손상을 방지한다. 저전압 보호는 외부 에너지원이 MEC의 전압을 안전한 수준으로 다시 상승시킬 때에만 복구된다.
매우 낮은 온도에서 모든 배터리는 증가된 특성 임피던스를 보이는데, 이는 높은 펄스 전류를 애플리케이션 부하로 제한한다. MAX17710은 외부 저장 커패시터를 관리하여 -40°C와 같은 매우 낮은 온도에서도 배터리 출력을 증가시키고 높은 펄스 전류를 제공하는 고유 기능을 내장하고 있다.
Maxim의 MAX17710은 THINERGY MEC과 함께 기존 센서 설치의 전력 및 배터리 관리 문제를 극복한다. MAX17710은 빛, 열, RF, 진동과 같은 사용 가능한 소스로부터 수확된 상시 에너지를 관리하고, 이러한 에너지를 THINERGY MEC에 효율적으로 저장함으로써 유지보수가 필요 없는 자동적인 에너지원을 공급하여 원격 센서를 구동한다. 이러한 솔루션은 값비싼 와이어링이나 전통적인 일차 전지를 교체하기 위한 높은 인건비가 발생하지 않는다.


이재용 기자(hades@eucrastine.com)