로옴, GaN 고주파 스위칭 대응하는 TP-PFC 컨트롤러 IC 개발

높은 변환 효율과 낮은 대기전력 구현...소형 AC 전원의 저전력화 지원

GaN 고주파 스위칭 대응 TP-PFC 컨트롤러 IC
GaN 고주파 스위칭 대응 TP-PFC 컨트롤러 IC

로옴(ROHM)은 고효율·소형 AC-DC 전원 구현에 기여하는 토템폴 역률 보정(Totem Pole PFC·이하 TP-PFC) 컨트롤러 IC 'BM85060FV'를 개발했다고 밝혔다.

최근 AC 어댑터와 민생기기, 소형 산업기기는 고기능화에 따라 필요한 전력이 증가하는 한편 기기 소형화와 에너지 절감에 대한 요구도 높아지고 있다. 에너지 효율 규제가 강화되면서 동작 시 변환 효율 향상과 무부하 시 소비전력 저감도 동시에 요구된다. 이에 기존 실리콘(Si) 파워반도체보다 고주파 스위칭이 가능한 질화갈륨 고전자이동도트랜지스터(GaN HEMT) 채용이 확대되고 있다.

GaN HEMT와 TP-PFC 회로를 조합한 전원은 전력 손실을 크게 줄일 수 있어 고효율·소형화가 요구되는 기기용 전원의 유력한 솔루션으로 주목받고 있다. 기존 TP-PFC 제어에는 마이크로컨트롤러유닛(MCU)이 널리 사용돼 왔지만, 소형 전원기기에서는 소비전력과 회로 규모, 비용뿐 아니라 GaN HEMT의 고주파 스위칭을 구현하기 위한 제어도 과제로 꼽혔다.

로옴은 이러한 과제에 대응해 GaN HEMT를 채용한 TP-PFC 회로를 저소비전력으로 제어하는 동시에 MHz 대역의 고주파 스위칭을 지원하는 전용 컨트롤러 IC 'BM85060FV'를 개발했다. 이 제품은 GaN HEMT의 고주파 스위칭에 대응해 MHz 대역에서 동작할 수 있다.

AC 어댑터와 프로젝터 같은 민생기기 및 소형 산업기기에 사용되는 300~500W급 AC-DC 전원에서 시스템 레벨 99%의 변환 효율을 구현할 수 있다. 이에 따라 전력 손실과 발열을 억제할 수 있을 뿐 아니라 스위칭 주파수의 고주파화를 통해 주변 부품을 소형화할 수 있어 전원 회로의 공간 절감에도 기여한다.

무부하 시 소비전류는 일반 제품 대비 70% 낮은 150μA를 구현했다. 이를 통해 시스템의 대기전력을 쉽게 줄일 수 있어 미국 에너지부(DoE) Level 7 및 유럽연합 행동강령(CoC) Tier 2의 에너지 절감 요구를 충족하는 전원 시스템 구축을 지원한다.

낙뢰 서지 대책 회로를 비롯해 AC-DC 전원에 필요한 각종 보호 기능도 내장했다. 이를 통해 설계 부담을 줄이고 시스템 신뢰성을 높일 수 있다.

신제품은 2026년 10월부터 판매를 시작했다. 샘플 가격은 개당 670엔으로 세금은 포함되지 않는다. 330W 설정 완료 제품은 코어스태프 온라인(CoreStaff Online), 애로우닷컴(Arrow.com), 디지키(DigiKey), 마우저(Mouser) 등 온라인 부품 유통 사이트에서도 구매할 수 있다.

로옴은 'BM85060FV'를 탑재한 330W 출력의 TP-PFC 평가 보드도 마련해 GaN HEMT 기반 고효율 AC-DC 전원 개발을 지원한다.

로옴은 앞으로도 GaN HEMT를 비롯한 파워반도체와 그 성능을 극대화하는 아날로그 IC를 결합한 파워 솔루션을 제공해 전자기기의 소형화와 저전력화에 기여할 계획이다.

유은정 기자 judy6956@etnews.com

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