휴대기기의 전력소비와 크기를 줄여주는 초소형 홀 스위치
전자 업계는 전력 소비를 줄이고 기기의 크기를 소형화하기 위해 끊임없이 노력해 왔습니다. 그러한 노력이 가장 두드러지게 나타나는 분야는 웨어러블, 스마트폰, 무선 이어버드 등 배터리로 구동되는 소비가전 분야입니다. 이 외에도, 더 작고 전력 효율적인 솔루션에 대한 요구는 가전제품, 산업용 애플리케이션, 데이터센터 등 거의 모든 분야에서 똑같이 나타납니다.
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시스템 설계의 모든 구성 요소는 “크기를 더 작게 할 수 있는가”, “소비 전력을 더 줄일 수 있는가”라는 두 가지 목표의 관점에서 분석되어야 합니다. 뿐만 아니라 성능, 안정성, 비용도 놓쳐서는 안될 목표입니다. 배터리로 구동되는 휴대 기기의 스위치의 경우, 이러한 문제를 해결하기 위한 솔루션으로 홀 효과 센서(Hall-effect sensor)를 사용하는 경우가 많습니다. 연간 15억 달러 이상의 판매 실적[1]은 이들 부품이 얼마나 인기 있는지를 단적으로 보여줍니다.
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휴대기기의 전력소비와 크기를 줄여주는 초소형 홀 스위치 (출처: Diodes Incorporated)
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이 센서는 홀 효과를 기반으로 합니다. 홀 효과란 전류가 통하는 도체를 자기장에 놓으면 전류와 자기장 모두에 수직으로 전압이 발생하는 현상을 말합니다. 이 전압은 자기장의 세기에 비례합니다. 홀 센서는 소형 영구 자석의 유무를 간단히 감지할 수 있는 다양한 유형의 스위치에 사용하기에 이상적입니다. 이들은 노트북의 덮개 부분이 열려 있는지 또는 닫혀 있는지를 감지하는 사례와 같은 근접 감지 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 이 스위치는 비접촉식이기 때문에 신뢰성이 우수하고 작동 수명이 깁니다.
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이처럼 작고 전력 효율이 높은 스위치에 대한 수요를 충족하기 위해 다이오즈 인코퍼레이티드(Diodes Incorporated)는 AH138x와 AH139x를 출시했습니다. 이 스위치는 배터리로 구동되는 휴대용 장치에 이상적인 마이크로파워, 푸시-풀, 단극 홀 스위치 제품군입니다.
이 두 개의 스위치는 제공하는 출력이 각각 다릅니다. 먼저, AH139x 시리즈는 하나는 N극에, 다른 하나는 S극에 반응하는 두 가지 출력을 제공합니다. 이에 반해, AH138x 시리즈는 S극에 반응하는 하나의 출력을 제공합니다.
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이 디바이스들은 1.6V ~ 5.5V의 넓은 입력 전압 범위를 지원합니다. 따라서 배터리로부터 직접 전원을 공급받을 수 있으므로 전력 변환을 위한 별도의 비용이나 보드 공간이 필요치 않습니다. 전체 전압 범위에서 평균 공급 전류가 1.6μA(typ)로 매우 낮고, 1.85V에서는 1.1μA로 떨어집니다. 즉, 전력 소비가 매우 적기 때문에 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.
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AH138x 및 AH139x는 내부 푸시풀 출력 구조를 채택하여 외부 부품 수를 줄였기 때문에 풀업 저항이 필요하지 않습니다. 따라서 설계가 더 간단하고 작아져 보드 공간을 더욱 절약할 수 있습니다.
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이 제품군의 모든 스위치는 소형 DFN1010-4 및 DFN1410-4 패키지로 제공되며, AH1381, AH1382 및 AH1383 버전은 SOT23 패키지로도 제공됩니다. 이 제품들은 우수한 정전기(ESD) 보호 기능을 갖추고 있어 견고성과 신뢰성을 더욱 높여줍니다.
전반적으로 AH138x 및 AH139x는 휴대용 배터리 구동 애플리케이션을 위한 작고 간단하며 유연한 비접촉식 스위치 솔루션을 제공합니다.