로옴(ROHM, www.rohm.co.kr)이 다기능화되고 있는 카 오디오 전원용으로 업계 최소 동작 전력을 실현한 시스템 전원 IC BD49101AEFS-M을 개발했다.

이 제품은 로옴이 축적해온 카 오디오용 시스템 전원의 노하우를 통해 고효율 DCDC컨버터를 중심으로 최적의 전원 시스템을 실현한다. 이에 따라 로옴의 기존품 대비 13.3 W였던 소비전력을 4.66 W까지 저감했다. 약 65％를 저감한 저소비전력화에 성공함으로써 카 오디오용 시스템 전원 IC로서 업계 최소 동작 전력도 실현했다. 이와 함께 발열을 억제함으로써 방열판이 필요없는 면실장 패키지 채용이 가능해 열 설계의 대폭적인 간략화 및 공간 절약화를 실현한다. 뿐만 아니라, 케이블 임피던스 기능을 탑재한 USB 전원을 내장해 카 오디오에 필요한 시스템 전원을 하나의 칩으로 통합함으로써 설계부하 경감에 크게 기여한다.

이 제품은 지난해 8월부터 월 50만 개 양산체제(샘플 가격 700엔/개: 세금 불포함)에 들어갔다. 생산 거점은 전공정이 로옴 하마마츠 주식회사(하마마츠), 후공정이 롬 인티그레이티드 시스템스(태국)다.

최근, 자동차의 전장화와 더불어 자동차의 저소비전력화 및 저연비화에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 상황에서 카 오디오 등의 카 인포테인먼트 기기에서 USB, 블루투스 등 다기능화에 따른 전원 계통이 증가함에 따라 소비전력의 증가가 이슈가 되고 있다.

그러나, 기존의 카 오디오용 시스템 전원 IC는 일반적으로 설계가 용이한 반면, 효율이 좋지 않은 리니어 레귤레이터를 중심으로 구성돼 애플리케이션 동작 시 전력 효율에 대한 과제가 있었다. 따라서 시스템 전원 IC에도 고효율 DC-DC 컨버터의 채용이 요구되는 등, 고효율 전원 IC에 대한 요구가 높아지고 있다.

업계 최소 동작 전력과 스탠바이 시 저 암전류

통상 동작 시
기존의 고효율 DC-DC 컨버터는 외장부품이 많이 필요해 비용 절감 및 실장 면적 면에서 한계가 있었다. 그러나 이 제품은 시스템 전체의 구성을 재검토해, DC-DC 컨버터와 리니어 레귤레이터의 최적 조합을 통해 DC-DC 컨버터를 2계통으로 억제해 효율을 대폭 개선하는 동시에 비용 절감도 실현했다. 이에 따라 동작 시 소비전력이 큰 CD 메카 및 마이컴 등의 소비전력을 대폭 삭감해 업계 최소의 동작 전력을 실현했다.

스탠바이 시
DC-DC 컨버터는 스탠바이 시와 같이 부하전류가 적을 경우 효율이 저하되기 때문에, 이 제품은 상시 전원이 필요한 마이컴용으로 동작 전류가 적은 전용 리니어 레귤레이터를 탑재했다. 스탠바이 시에는 DCDC 컨버터에서 리니어 레귤레이터로 전환됨으로써 제품의 암전류가 100 μA(typ)로 저감된다. 또한 이에 따라 자동차의 엔진 정지 시에 흐르는 암전류를 억제할 수 있다.

공간 절약을 실현한 면실장 패키지

이 제품은 DC-DC 컨버터화와 전원 구성의 재검토를 통해 발열을 억제해 기판 만으로 방열이 가능한 면실장 패키지(HTSSOP-A44)에 실장이 가능하다. 따라서 방열판이 필요하지 않아 로옴의 기존품 대비 약 1/14의 체적을 실현했다. 조립 공수 삭감과 시스템 내부의 공간 절약화에 기여해 설계 부하를 저감하기도 한다.

케이블 임피던스 보정 기능 탑재 USB용 전원 내장

USB 기기에 충전 시, 케이블의 배선 저항에서 발생하는 전압 저하를 보정한다. 케이블 단의 전압을 일정하게 유지할 수 있어 충전시간의 증가를 억제해 USB 규격 요구를 만족한다. 또 과전류 검출 시 마이컴으로의 통신을 위한 출력 단자를 구비하고 있다.  

AEM_Automotive Electronics Magazine