노르딕 세미컨덕터(한국지사장 최수철)는 자사의 첫 번째 전력관리 IC(PMIC)인 ‘nPM1100’을 출시했다고 밝혔다.

nPM1100은 2.075 x 2.075mm의 WLCSP 패키지에 과전압 보호 기능을 갖춘 USB 호환 입력 레귤레이터와 400mA 배터리 충전기 및 150mA DC/DC 스텝다운(벅) 전압 레귤레이터를 내장하고 있다.



이 PMIC는 노르딕의 nRF52 및 nRF53 시리즈 멀티 프로토콜 SoC에 대한 안정적인 전원 공급과 동작을 보장하고, 애플리케이션 배터리 수명을 극대화할 수 있다. 또한 이 제품은 충전식 리튬이온 또는 리튬폴리머 배터리를 사용하는 모든 애플리케이션에서 범용 PMIC로도 사용할 수 있다. 매우 컴팩트한 폼팩터로 구현된 이 PMIC는 첨단 웨어러블 기기와 커넥티드 의료기기를 비롯해 공간 제한적인 다른 모든 애플리케이션에 매우 적합하다.

nRF52 및 nRF53 시리즈 SoC 기반의 충전식 리튬이온/리튬폴리머 배터리를 사용하는 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy) 애플리케이션은 nPM1100의 배터리 충전 특성을 활용해 SoC의 첫 번째 레귤레이터 단계를 바이패스할 수 있다. 또한 이러한 구성으로 nPM1100의 고효율 벅 레귤레이터를 활용하면 전체 시스템의 전력소비를 줄이는 것은 물론, 150mA의 자체 전류 용량을 통해 다른 시스템 구성요소에서 사용할 수 있는 전류 레벨을 약 10mA에서 100mA까지 증가시킬 수 있다.

nPM1100은 700nA(보통)의 초저 대기전류(IQ)를 지원하며, ‘운송모드(Ship Mode)’에서 470nA를 추가로 절감할 수 있다. 또한 운송모드에서는 전원 출력이 비활성화되기 때문에 외부 전원스위치가 필요하지 않으며, 운송 중에 제품의 배터리 수명에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 이 전력관리 솔루션은 수동부품을 포함한 PCB 면적이 23mm²(성능에 최적화할 경우 27mm²까지 증가)에 불과하며, 이는 경쟁 제품에 비해 훨씬 작은 규모이다.

USB 호환 리튬이온/리튬폴리머 충전기와 고효율 DC/DC 벅 레귤레이터 결합

nPM1100 입력 레귤레이터는 4.1V~6.6V USB 입력 또는 2.3V~4.35V의 연결된 배터리 입력 범위에서 전원을 가져올 수 있으며, 최대 500mA 출력 전류에서 3.0V~5.5V의 비조절 전압을 애플리케이션에 공급할 수 있다.

이 PMIC는 USB 표준 다운스트림 포트(SDP: Standard Downstream Port)와 충전 다운스트림 포트(CDP: Charging Downstream Port) 및 전용 충전 포트(DCP: Dedicated Charger Port)를 감지할 수 있다. 또한 이 입력 레귤레이터에는 최대 20V의 순간적인 과전압 스파이크에 대한 과전압 보호 기능이 포함돼 있다.

JEITA 호환 배터리 충전기는 저항으로 선택 가능한 20mA~400mA의 충전 전류와 4.1V 또는 4.2V의 선택 가능한 종단 전압으로 애플리케이션의 리튬이온/리튬폴리머 배터리를 충전한다. 이 충전기는 배터리 과열 보호 기능을 비롯해 자동 완속충전(Trickle)과 정전류 및 정전압 충전 등 3가지 충전 모드를 자동으로 선택할 수 있는 기능이 포함돼 있다. 또한 이 충전기는 방전 전류 제한 기능도 갖추고 있다.

이 제품의 고효율 DC/DC 벅 전압 레귤레이터는 90% 이상의 효율에서 100µA 이하의 부하 전류까지 동작한다. 이는 입력 시스템 레귤레이터에서 전원을 공급받고, 선택 가능한 1.8V, 2.0V, 2.7V, 3.0V의 레귤레이션된 출력 전압에서 최대 150mA의 전류를 제공한다. 이 레귤레이터는 소프트 스타트업 기능과 히스테리시스 모드 및 PWM(Pulse Width Modulation) 모드 간의 자동 전환 기능을 갖추고 있다. 또한 가장 정확한 전력으로 동작이 이뤄질 수 있도록 FPWM(Forced PWM) 모드도 지원한다.

nPM1100은 모든 설정을 핀으로 구성할 수 있기 때문에 구성 소프트웨어가 필요하지 않다. 이 PMIC는 칩이 제공할 수 있는 출력 전압 및 공급 전류 내에서 동작하도록 설계된 모든 디바이스와 호환이 가능하다. 이 제품의 동작온도 범위는 -40˚C~85˚C이다.

새로운 PMIC는 ‘nPM1100 평가 키트(Evaluation Kit)’와 함께 제공된다. 이 평가 키트는 선택할 수 있는 모든 설정을 위한 스위치와 운송모드 진입 및 종료 버튼, 배터리용 커넥터, USB 및 PMIC의 모든 핀을 위한 헤더 등을 갖추고 있다. 소프트웨어로 구성을 제어해야 하는 경우 헤더를 통해 스위치를 무효화할 수 있다.