업계 최초 PFC 제어 기능을 탑재한 고효율 AC/DC 컨버터 IC 개발
100W 클래스를 필요로 하는 전자기기의 대기전력을 대폭 저감

2013년 11월 29일

<개요>
패키지 로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 TV 및 산업기기용 전원 등 100W 클래스의 미들파워를 필요로 하는 전자기기용으로 PFC (역률 개선) 컨트롤러와 QR (의사 공진) 컨트롤러를 1패키지화 한 AC/DC 컨버터 IC「BM1C001F」를 개발하였습니다.
본 제품은 업계 최초로 PFC 컨트롤러에 ON / OFF 설정 기능과 새로운 PFC 출력 제어 방식을 탑재하였습니다. 경부하 시에도 효율 개선을 실현하여, 기기의 대기전력을 대폭 저감하였습니다. 본 IC를 사용하여 전원 회로를 구성하면, 국제 규격 Energy Star 6.0이 규정하는 수준을 통과할 수 있습니다. 또한, 2개의 컨트롤러를 1패키지화함으로써 부품수를 저감할 수 있으므로, 전원의 소형화에도 기여합니다.
본 IC는 9월부터 샘플 출하를 (샘플 가격 100엔) 개시하였으며, 10월부터 양산을 개시하였습니다. 생산 거점으로는 전공정 로옴 하마마츠 주식회사 (하마마츠), 후공정 ROHM Electronics Philippines, Inc. (필리핀)에서 실시하고 있습니다.

※11월 29일 현재 로옴 조사

<배경>
최근, 전력 공급 부족 문제에 따라, 기기의 저전력화를 실현하기 위해 전원의 고효율화가 요구되고 있습니다. 한편, 75W 이상의 전자기기는 다른 기기에 장해를 일으키는 고조파를 제어하기 위해 PFC 컨트롤러의 탑재가 필요하지만, PFC 컨트롤러를 탑재하면 효율이 떨어진다는 점이 문제였습니다.
또한, 대형 액정 TV로 대표되는 100W 클래스 기기의 경우, 설계 · 평가 부하의 경감 및 수리의 편리성에서 전원의 어댑터화가 추진되고 있습니다. 그러나, 기존과 같이 QR 컨트롤러를 탑재한 AC/DC 컨버터 IC와 PFC 회로를 별도로 사용하는 회로 구성의 경우, 전원의 스페이스 절약화 요구와는 반대로 기판 면적이 증가하는 점이 문제였습니다.

<신제품의 상세 내용>
BM1C001F 100W 클래스 전원에서의 효율로옴은 업계 최초로 PFC 컨트롤러의 ON / OFF를 자유롭게 설정할 수 있는 ON / OFF 설정 기능을 IC에 탑재하였습니다. 경부하 시의 변환 효율이 향상되어 대기전력 저감에도 기여합니다. 또한, 승압 컨버터 방식인 PFC 컨트롤러에 로옴의 독자적인 PFC 출력 제어 방식을 탑재하였습니다. 이에 따라, 특히 AC100V계의 경우 효율을 대폭 개선할 수 있습니다. 예를 들어, 100W 클래스 전원에서 본 IC를 사용한 경우, 효율이 AC100V 시에 89.0%, AC230V 시에 89.5%로, 국제 규격 Energy Star 6.0 요구의 88% 이상을 달성하였습니다.
또한, 레이아웃의 최적화를 통해 기존에는 별도로 사용되던 PFC 컨트롤러와 QR 컨트롤러를 1패키지화할 수 있어, 기존 대비 약 20%의 부품수 저감이 가능합니다.

로옴은 이와 같은 기술을 활용하여 1차 전원 IC에서 DC/DC 컨버터 IC에 이르기까지 폭넓은 제품을 구비하여, 토탈 솔루션 제안을 통해 시스템 전체의 저전력화에 기여하고자 합니다.

<특징>

1. 업계 최초의 PFC 컨트롤러 ON / OFF 설정 기능 탑재로,
 경부하 시의 변환 효율 향상과 대기전력 저감에 성공

・2차측의 부하전력을 모니터하여, PFC 컨트롤러를 ON / OFF함으로써, 특히 PFC가 필요하지 않은 부하 범위 (75W 이하)에서 전원의 변환 효율 개선에 기여합니다.
・100W 클래스의 전원에서 본 IC를 사용한 경우, 대기전력은 AC100V 시 85mW 이하, AC230V 시 190mW 이상으로, 국제 규격 Energy Star 6.0의 요구치 210mW 이하를 만족합니다.

2. 로옴의 독자적인 PFC 출력 제어 방식으로, 세계 각국에서의 AC 입력전압에 대해서도 고효율 실현
AC 전압의 입력 범위는 세계 각국에서 다르지만, 기존의 PFC IC에서는 출력전압이 일정하므로 AC100V 입력의 경우, 스위칭 손실이 커진다는 과제가 있었습니다.
본 제품은 PFC 출력 제어 방식을 탑재함으로써, AC 입력전압에 적합한 전압을 출력할 수 있습니다. 예를 들어, 100W 클래스 전원에서는 AC100V계로 PFC 출력을 고정한 경우에 비해 약 1~2%의 변환 효율을 개선할 수 있습니다.

3. QR 컨트롤러와 PFC 컨트롤러의 1패키지화로, 부품수 대폭 저감
PFC 컨트롤러와 QR 컨트롤러를 1패키지화함으로써, 공통 설계 부분의 부품수를 저감할 수 있습니다. 외장으로 PFC 회로를 사용한 기존의 경우에 비해, 약 20%의 저감에 성공하였습니다.

<로드맵>

<SPEC>

로드맵 SPEC

<용어 설명>

  1. PFC (Power factor correction) 컨트롤러
    고조파 전류 저감을 위해 전원의 역률을 1에 근접하게 컨트롤하는 것.
    유럽에서는 이미 75W 이상의 기기에 의무적으로 탑재하도록 하고 있으며, 일본에서도 거의 탑재되어 있습니다.
  2. QR (Quasi-Resonant) 컨트롤러
    미들파워를 필요로 하는 기기에서 PWM 컨트롤러보다 변환 효율이 높은 컨트롤러.
    공진 현상을 이용하여 전원 노이즈도 저감할 수 있습니다.
  3. 고조파
    기본 주파수 대비, 정수배의 주파수를 지닌 전류 또는 전압.

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