[전력반도체] "Power Module IC, PMIC에 대해서 설명하세요"

Power Management IC, PMIC는 Power Manangement System에서 가장 중요한 역할을 담당하는 반도체 입니다.

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[질문 1]. PMIC에 대해서 설명해보세요.

PMIC는 Power Management IC로 각종 전자기기에 들어오는 전력을 해당 기기에 적합하게 변환하고 배분 및 제어하는 전력반도체입니다. DC전압을 가지고 각각의 기기에서 필요로 하는 다양한 DC전압을 변환해주는 Power Conversion, 베터리의 사용효율, 수명, 용량 감지 등 주전원인 베터리를 관리하는 Battery Management, 그 외에도 조명기기의 전원 공급, 디스플레이 내의 구동칩들에 전원을 공급합니다. 필요한 전력을 각 시스템에 맞게 배분함으로써 전원을 효율적으로 관리하고 하나의 칩 내에서 필요한 전력을 공급하기 때문에 필요한 물리적 공간을 줄여주는 효과를 제공합니다.

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[질문 2]. Power Management System의 대표적인 반도체에 대해서 설명해보세요.

Power Management System,PMS에는 대표적으로 DC to DC convertor와 Low Drop-out, LDO Regulator가 있습니다. DC to DC Convertor는 직류를 직류로 변환하는 장치인데 Linear 또는 Switching Regulator가 있습니다. 필요한 전압을 변환하거나 안정화시키기 위해 DC to DC Converter가 필요합니다. LDO Regulator는 공급전압이 출력전압에 매우 가까운 정도에서 출력전압을 조절할 수 있는 DC Linear Regulator입니다.

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[꼬리 2-1].  DC to DC Converter와 LDO Regulator의 차이에 대해서 설명해보세요.

DC to DC Converter는 비교적 큰 전압을 인가해준다면, LDO는 1.2V, 1.5V 와 같이 더욱 정교하게 전압을 변환하여 넣어줍니다. 3.3V의 전원을 필요로 하는 IC의 경우 표준타입에서 5V에서 3.3V의 전원을 생성할 수 없습니다. 그래서 입출력 전위차가 낮은 LDO가 필요하게 됩니다. 전자기기들은 보통 내부에서 1.8, 3.3, 5V와 같이 다양한 전압들이 사용됩니다. 다양한 전압을 인가해주기 위해서, 다양한 형태로 전원회로를 설계해야 하고 이때 PMIC를 통해 전원을 관리해줍니다. 

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[꼬리 2-2].  PMIC의 주요 기능에 대해서 설명해보세요.

PMIC의 주요 기능은 전자기기 내부에 제한된 베터리의 전원을 다양한 부하에 따라 능동적으로 대처하고 베터리 전원을 효율적으로 관리하고 수명을 연장하는데 있습니다. 최적의 베터리 성능을 위해 시스템에서 필요한 전력을 알맞게 변환, 배분 및 제어하는 역할을 수행합니다. 즉, 전자기기 내의 베터리 관리, DC to DC converter와 LDO 등이 Voltage scaling을 하고 전압 조정 및 충전 기능 등 이러한 기능을 하나의 IC에 통합한 것이 PMIC입니다. 

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출처 : 전자부품연구원

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PMIC는 전자기기의 핵심 요구사항인 전력효율성을 높여줍니다. 더 나아가 전력효율성의 개선 및 배분, 제어의 단순기능을 넘어서 발열 차단기능, 인터페이스 기능 등 점점 더 고성능화 되고 있습니다.