도시바 코퍼레이션(Toshiba Corporation, goo.gl/UDmjza)이 무선 IC용 온칩(on-chip) 스위치드 커패시터(switched-capacitor) DC-DC 컨버터를 개발했다고 오늘 발표했다. 신제품은 입력 전압 범위0.85~3.6볼트, 출력 전압 범위 0.1~0.9볼트 등 넓은 입출력 전압 범위에서 최대 95.8% 효율을 자랑한다. DC-DC 컨버터는 무선장비의 배터리 수명을 연장하고 동일한 디자인에서 3볼트 리튬 배터리와 1.5볼트 알칼라인 배터리 사용을 모두 지원한다. 이는 2월 2일 캘리포니아주 샌프란시스코에서 개최된 2016 IEEE ISSCC(IEEE International Solid-State Circuits Conference)에서 발표됐다.
오늘날 무선 IC에는 IC의 전력 소비를 줄이기 위해 LDO 레귤레이터 대신 DC-DC 컨버터가 탑재된다. 그러나 주류 인덕터 기반 DC-DC 컨버터에는 상대적으로 부피가 크고 비싼 인덕터가 필요하다. 커패시터 기반 DC-DC 컨버터는 작고 저렴한 모듈을 제공할 수 있어 최근 관심을 끌고 있다. 스위치드 커패시터 DC-DC 컨버터는 개별 전환율을 기반으로 하기 때문에 제한된 입/출력 범위에서도 높은 효율을 제공한다. 인덕터 기반 DC-DC 컨버터는 지속적인 전환율을 보인다. 기존의 테크닉은 여러 개의 스위치드 커패시터 유닛을 시리즈로 연결해 이를 해결했지만 효율성 문제를 야기했다.
도시바는 여러 전환율을 달성할 수 있도록3개의 커패시터와 여러 개의 스위치 제어 아키텍처를 탑재한 새로운 통합 스위치드 커패시터 토폴로지를 개발해 이 문제를 해결했다. 이 스위치드 커패시터 DC-DC 컨버터는 적당한 커패시터 배열을 오가면서, 입력 전압 범위0.85~3.6볼트와 출력 전압 범위 0.1~0.9볼트에서 최대 95.8%의 효율을 달성했다. 또 자동 배열 승압 및 감압 전력 전환을 지원하고 2채널의 규제 출력 전압도 제공한다.
도시바는 앞으로도 더 저렴하고 더 얇은 무선기기 모듈 기술 개발에 노력할 것이며 약 3년후부터 저전력 무선 IC에 스위치드 커패시터를 사용할 계획이다.
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