일본 일본전신전화(NTT)가 박막인덕터(전기에너지를 축적하는 코일)를 탑재한 체적 0.2의 초소형컨버터(전원)를 개발했다. 이번 개발로 휴대형기기의윈칩 전원화뿐 아니라 장기적으로는 회로마다 복수전원을 설치, 전력소비를세분해 제어하는 파워매니지먼트 실현의 길을 열었다.
〈편집자〉
컨버터는 배터리로부터의 전력전압을 전자기기 회로에 맞춰 조절하는 동시에급격한 부하 변동에도 대응해 전류가 안정적으로 공급되도록 하는 전자변환디바이스다.
전력을 강물이라고 한다면 컨버터는 강물의 양을 조절하는 댐에 해당한다.
따라서 컨버터는 전자기기의 소형 경량화 및 전원의 장시간 사용을 가능케하는 중요한 부품이다.
NTT가 새로 개발한 초소형 컨버터는 리튬이온 2차전지의 4V레벨을 LSI의동작전압인 3.3V에 맞춰 주는 DC/DC컨버터다.
이 초소형 컨버터는 6X10의 4층기판 양면에 박막인덕터와 제어용IC, 적층세라믹콘덴서 등 전원회로에 필요한 소자를 장착하고 있다. 이 컨버터는 두께 3, 체적 0.2로, 현재 시판되는 제품의 약 10분의 1크기인 초소형제품이다.
이 컨버터의 소형화는 인덕턴스치(유도계수)가 큰, 低저항 박막인덕터를개발함으로써 실현됐는데, 이 제품은 1.6의 고주파로 1W의 에너지를 85% 변조한다.
NTT 관계자는 『박막인덕터를 사용한 DC/DC컨버터의 개발은 세계 최초』라며, 높은 효율을 유지하면서 소형화에 성공할 수 있었던 것은 『박막인덕터에의 인덕턴스치를 3마이크로 헨리로 높이는 한편, 저항은 7으로 억제할 수있었기 때문』이라고 말했다.
박막인덕터는 현재 일본기업들이 강세를 보이고 있는데, 현재 학회 및 업계 등에 발표돼 있는 것은 용수철형태와 나사못형태 2종류다.
용수철형은 자성막특성이 뛰어나지만 코일의 접속면적이 넓기 때문에 저항이 크다는 결점이 있다. 또 나사못형은 코일저항이 작은 반면 자성막특성이약해, 2가지 형태 모두 일장일단이 있다.
이에 반해 NTT가 개발한 박막인덕터는 저항이 적은 나사못형 자성막을 사용할 수 있는 타원나사못형을 채용, 양측의 이점을 잘 살리고 있다. NTT는또 이들 제품을 LSI의 드라이 프로세스로 제작함으로써 기존 컨버터와 비교,인덕터의 체적을 20분의 1로 소형화했으며, 성능도 인덕턴스치와 저항비를 2(3.2마이크로헨리/1.5)로 높여 기존제품의 6배 이상으로 향상시켰다.
휴대정보단말기는 LSI회로를 低전력화해 전지수명을 늘리는 것이 가장 큰과제다. 현재 이 분야는 전원을 복수로 해 전지전원을 각 회로전압별로 변환, 파워를 세이브하는 기능이 개발 중에 있다. 또 카드형의 초소형 DC/DC컨버터도 곧 선보일 것으로 예상된다.
NTT는 새로 개발한 소형컨버터를 1년후에는 실용화할 수 있을 것으로 내다보고 있다.
〈심규호기자〉