요약글

초고속 충전 기능을 적용한 스마트폰 등 모바일 기기가 지속 증가함에 따라 이들 기기의 충전단에 사용되는 MLCC에 대한 높은 품질 신뢰성과 다양한 Needs가 증가하고 있습니다. 고출력 급속 충전 확대에 따른 35V급 중전압 MLCC의 채용 전망과 고효율 Charge Pump 회로에 적합한 고용량 /Low ESR 특성을 갖춘 삼성전기 Flying Capacitor용 MLCC를 소개합니다.

1. 고출력 급속 충전 확대에 따른 35V급 중전압 MLCC 채용 전망

60W 또는 100W 이상의 초고속 충전 기능을 적용한 스마트폰 등 기기가 지속 증가함에 따라, 전력 관리 회로(PMIC) 및 충전 회로에 사용되는 MLCC는 전력 효율 개선과 부품 신뢰성 확보를 위해 정격전압(Rated Voltage) 또한 25V → 35V로 전환 Needs 또한 증가하고 있습니다.

 

 

1) Why 35V?

① 입력 전압의 상승 (USB PD 3.0/3.1 규격적용)

60W 이상의 전력을 공급하기 위해서는 P = VI 공식에 따라 전압이나 전류 상승이 필요합니다. 하지만 전류를 높이면 발열/손실이 증가하여 고출력 충전기는 20V 수준의 전압을 적용합니다.

② 전압 마진 확보

회로설계 시 서지(Surge) 전압이나 과도 응답에 대비해 통상 정격 전압의 50~60% 수준에서 상시 구동하는 것을 권장(Derating)하므로, 20V 환경에서는 35V급 이상 중전압이 필요합니다.

2) 향후 전망

스마트폰 충전 시스템이 저전압·고전류 방식에서 고전압·저전류 (또는 고압 차지 펌프) 방식으로 진화함에 따라, 35V급 MLCC는 향후 플래그십은 물론 중저가 모델까지 표준 사양으로 자리 잡을 것으로 예상됩니다.

2. 초고속 충전과 Flying Capacitor

스마트폰 배터리는 일반적으로 5V 내외에서 충전됩니다. 하지만 60W 이상의 높은 전력을 충전 케이블로 보내려면 전압을 높여서(예: 10V~20V) 보내야 발열을 줄일 수 있습니다. 이때 스마트폰 내부의 차지 펌프는 높은 입력 전압을 절반으로 낮추면서 전류를 2배로 증폭시키는 역할을 하는데, Flying Capacitor는 이 과정에서 전기를 담아 나르는 "에너지 운반책(바구니)" 역할을 합니다.

1) Why Flying capacitor?

① 고효율

일반적으로 DC-DC 는 인덕터를 사용해 높은 효율을 내지만, Charge Pump는 인덕터 없이 Flying Capacitor를 이용해 전압을 정수배(2:1, 4:1) 로 변환하는 방식을 취하며, 스위칭 손실과 전압 재분배 손실을 최소화하여 97~98% 이상의 초고효율을 달성합니다. 이것이 스마트폰이 과도한 발열 없이 60W 이상의 고전력을 안정적으로 수용할 수 있는 핵심 기술입니다. 특히, 삼성전기 Flying Capacitor는 Low ESR 특성을 확보하여 고효율화에 보다 유리합니다.

② 공간 절약

무겁고 부피가 큰 인덕터(Inductor) 대신, 상대적으로 작고 얇은 Capacitor(MLCC)를 사용하므로 스마트폰처럼 내부 공간이 협소한 기기에 매우 적합합니다.

③ 안전성

Flying Capacitor가 전압을 1/2로 나누는 '징검다리' 역할을 수행하므로, 외부의 고전압이 배터리에 직접 닿지 않도록 막아주는 보호 역할도 겸하게 됩니다.

 

※ ' Flying Capacitor'로 불리는 이유

일반적인 MLCC는 한쪽 끝이 접지에 고정되어 있습니다. 반면, Flying Capacitor는 스위치 조작에 따라 양쪽 끝의 전위(Voltage Level)가 입력단과 출력단을 오가며 계속 변합니다. 회로상 마치 공중에 떠서 이동하는 것처럼 보이기 때문에 "Flying Capacitor"라고 불립니다.

삼성전기는 스마트폰 고속 충전단에 요구되는 MLCC 고용량 Needs에 맞춰 높은 품질 신뢰성과 안정적인 전기적 성능을 갖춘 35V급 중전압 MLCC 제품과 고효율 Charge Pump 회로 구성 Needs에 부합하는 고용량/Low ESR (Flying Capacitor)MLCC 제품을 양산 및 개발 중에 있습니다.

 

 

Product Lineup

CL10A106ML6NRN#, CL10A106ML86RN#, CL05A156MPENZN# 제품의 Size, Capacitance, Related Voltage, TCC, Thickness, Data Sheet, Sample, Remarks 정보를 제공합니다.

Samsung	Size (inch/mm)	Capacitance	Related Voltage	TCC	Thickness	Data Sheet	Sample	Remarks
CL10A106ML6NRN#	0603/1608	10㎌	35Vdc	X5R	0.8Tmax	-	Available	-
CL10A106ML86RN#	0603/1608	10㎌	35Vdc	X5R	1.0Tmax	-	Available	Metal Epoxy
CL05A156MPENZN#	0402/1005	15㎌	10Vdc	X5R	0.8Tmax	↓	Available	Flying Capacitor

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