5G와 인공지능 기술의 폭발적 성장에 따라 디바이스의 컴퓨팅 성능에 대한 수요가 급증하고 있으며, 그래핀이나 베이퍼 챔버와 같은 전통적인 수동식 냉각 솔루션은 이제 고전력 소모로 인해 발생하는 발열을 더 이상 효과적으로 처리하지 못하고 있습니다. 액체 냉각 시스템은 순환하는 냉각수를 활용해 열을 효과적으로 방출함으로써 능동적 열 관리를 제공하며, 수동식 솔루션에 비해 세 배 이상 우수한 냉각 성능을 발휘하여 빠르게 주목받고 있습니다.칩의 핵심 영역에서 발생하는 열 관리 과제를 정밀하게 해결하는 것이 고성능 전자기기의 냉각 솔루션 고도화를 위한 주류 방안으로 자리잡고 있다.
최근 아이웨이 전자는 자사의 신규 국산 액체 냉각 구동기인 AW86320 압전 액추에이터를 공개했다. 아이웨이는 ‘침묵의 영역·빙핵’ 제품 런칭을 통해 압전 미세펌프용 고성능 액체냉각 열관리 솔루션을 선보였으며, 180Vpp를 상회하는 구동 전압을 제공하여 정밀한 액체냉각 제어를 위한 충분한 출력을 확보했습니다. 주목할 만한 점은 AW86320이 완전히 새로운 부스트-부크 변환 회로를 채택하고 있다는 것입니다.이는 주변 회로를 크게 단순화하고, 해외 선도 경쟁업체와 동등한 수준의 전력 소비를 달성하여 소형 전자기기의 대량 생산과 보급을 크게 촉진합니다.
액체 냉각의 장점
효율적인 열 방출, 정밀한 온도 제어
마이크로 펌프가 물 또는 특수 제작된 열전도성 유체와 같은 냉각제를 배관을 통해 능동적으로 순환시켜, 열 방출 면적을 기존의 단일 접점에서 장치 후면 전체를 덮는 광범위한 표면으로 확장합니다. 그래핀 및 히트싱크와 같은 수동식 냉각 솔루션에 비해 열효율이 300% 향상되어 CPU와 배터리 등 핵심 부품의 열을 신속하게 제거할 수 있습니다. 고부하 조건에서는 온도를 10~15°C까지 낮출 수 있습니다.장치가 과열로 인해 성능이 제한되는 것을 방지합니다.
강력한 동적 제어 능력: AW86320은 온도 제어형 적응 알고리즘을 내장하여 펌프 속도를 관리하고, 냉각 강도를 실시간으로 동적으로 조절함으로써 에너지 효율과 열 관리 요구사항 간의 균형을 유지합니다.
경량화되고 일체형으로 설계되었으며, 휘어짐에 강하고 높은 적응성을 갖추고 있습니다.
소형 펌프는 일반적으로 부피가 수 세제곱센티미터에 불과할 정도로 작으며, 연결 호스는 스마트폰, 태블릿 등 기기의 곡면이나 접이식 표면에도 밀착되어 휴대성을 해치지 않으면서 두께를 0.8~1.5mm만 추가합니다. 이는 본체 두께에 매우 민감한 초박형 모델과 폴더블 스크린 디바이스에 특히 적합합니다.
저소음, 에너지 효율적, 장수명 및 안정성
마이크로 펌프는 25데시벨 이하의 소음 수준으로 작동하여 도서관의 실내 소음과 비슷하며, 심지어 고부하 상태에서도 거의 가청 소음을 발생시키지 않아 기존의 팬 기반 냉각 솔루션을 능가합니다. 전체 전력 소비는 100 mW 미만으로, 발열 관리와 전력 효율을 효과적으로 균형 있게 유지합니다.
그림 1 전형적인 적용 시나리오
물리적 치트, 휴대폰 냉각 후면 커버
스마트폰 PCB 설계에서는 공간 한 칸 한 칸이 매우 소중하며, 모든 기기가 하우징 내부에 액체 냉각 시스템을 탑재할 만한 여유를 갖추고 있는 것은 아닙니다. 열 성능을 극한까지 끌어올리기 위해 액체 냉각 휴대폰 케이스가 등장했습니다. 폰의 후면 하우징 냉각 시스템은 무선 역충전 코일, RX IC(전원 공급 장치), AW86320 드라이버 IC 및 액체 냉각 모듈로 구성되어 있습니다.
그림 2 휴대폰 후면 커버용 액체 냉각 방열 시스템
폴딩 머신 응용 분야
폴딩 메커니즘으로 인해 이 장치는 컴팩트한 폼 팩터를 갖추고 있어 냉각 공간이 제한됩니다. 디스플레이, 힌지, 메인보드와 같은 부품들이 층상으로 배치됨에 따라 열 축적이 더욱 심화됩니다. 고부하 조건에서는 열원이 집중되고 열 경로가 길어져 기존 방식으로는 효율이 저하됩니다. 폴더블 화면 장치의 높은 전력 소비는 열 배출 문제를 더욱 악화시켜, 종종 국부적인 과열과 주파수 제한, 시스템 지연을 초래합니다. 액체 냉각 솔루션은 순환하는 냉각수를 통해 국소적인 열원을 휴대폰의 후면 패널 전체로 신속하게 전달할 수 있습니다.그로 인해 온도가 급격히 떨어진다. 또한, 유연한 특성으로 인해 강성 VC가 굽힘 하중을 받았을 때 파단되는 문제를 완벽히 해결합니다.
그림 3 접이식 스마트폰용 액체 냉각 열 관리 시스템
AW86320 솔루션의 장점
최소한의 외부 회로, 초소형 PCB 실장 면적
AW86320은 2.2mm × 1.8mm 크기의 WLCSP 패키지로 제공되며, Awinic은 독자적인 부스트 아키텍처 설계를 채택하여 경쟁 제품 대비 입력 전류 감지용 저항과 일부 커패시터의 수를 줄임으로써 PCB 실장 면적을 크게 축소합니다.
그림 4: AW86320의 액체 냉각용 전형적인 응용 회로
넓은 전압 입력, 높은 전압 출력
AW86320은 2.5V에서 5.5V에 이르는 저전압 전원 공급을 통해 작동하므로, 다양한 일반적인 전원 환경과 호환됩니다. 동시에, 최대 180 V의 피크-피크 진폭을 갖는 고전압 정현파를 출력할 수 있어 다양한 고압 액체 냉각 펌프를 구동하기에 충분한 출력을 제공하며, 서로 다른 액체 냉각 시스템의 요구 사항을 만족합니다.
간단하고 배우기 쉬운 조작법
AW86320CSR는 사용 편의성을 고려하여 설계되었으며, 제어 인터페이스가 간단하고 직관적이어서 복잡한 프로그래밍이나 디버깅 전문 지식이 필요하지 않습니다. 예를 들어, 원하는 사인파의 진폭과 주파수와 같은 몇 가지 기본 파라미터만 입력하면 칩이 활성화되어 필요한 파형을 생성할 수 있습니다. 초보 사용자도 액체 냉각 펌프를 손쉽게 제어할 수 있습니다.이는 진입 장벽을 크게 낮춥니다.
낮은 소음
Vout = 200 Hz, 180 Vpp, THD+N <1%일 때 Vbat = 3.6V 및 부하 용량 40nF
칩이 출력하는 정현파의 총고조파 왜곡률은 1%를 크게 밑돌아, 액체 냉각 펌프의 안정적인 작동을 보장하고 운전 중 소음을 효과적으로 저감합니다. 조용한 사무실 환경에서든 야간에 전자기기를 사용할 때든, 수랭 냉각 펌프의 소음은 거의 느껴지지 않아 차분하고 쾌적한 사용 경험을 제공합니다.
저전력 소모
Vbat = 3.6 V에서 대기 전류는 단 6 μA에 불과하여, 대기 모드에서 장치의 전력 소모를 크게 줄이고 배터리 수명을 연장합니다. 또한 작동 상태에서 10nF 부하 하의 소비전력은 100 mW를 크게 밑돈다.
확장된 응용
AW86320은 액체 냉각 기반 열 관리 구동 장치에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 압전식 햅틱 피드백, 압력 감지, 정전용량형 조명 모듈과 같은 응용 분야에서도 우수한 성능을 발휘합니다. 특정 애플리케이션에 대한 문의는 Awinic 공식 고객 서비스로 연락해 주시기 바랍니다.
더 많은 제품을 보시려면 Awinic 공식 웹사이트 링크를 클릭해 주세요: https://www.awinic.com/cn/productList?id=31
아이웨이에 대하여
중국 최대의 모델 에이전시
상하이 A-웨이 전자기술 유한회사는 2008년에 설립되었으며, 고성능 혼합신호 IC, 전력 관리 IC 및 신호 체인 IC의 설계를 전문으로 합니다. 2021년 8월, 당사는 상하이증권거래소 과학혁신판에 주식코드 688798로 성공적으로 상장하였습니다.
아이웨이 전자는 42개의 제품 세부 카테고리와 1,400종 이상의 제품 모델을 보유하고 있으며, 제품 성능과 품질은 업계 최고 수준에 도달해 있습니다. 당사의 제품은 소비가전, 산업용 사물인터넷(IoT), 자동차 시장 등에 폭넓게 적용되어 스마트폰, 태블릿, 노트북, 스마트 웨어러블 기기, 스마트 스피커, 스마트 가전, 모바일 결제, 사물인터넷, 인공지능 기반 교육, 스마트 완구, 서버, 신에너지 시스템, 로보틱스 등의 응용 분야에 활용되고 있습니다. 드론, 보안 솔루션, 그리고 자동차 전자장비.
2024년 당사의 R&D 투자액은 총 5억 1천만 위안으로, 매출액 대비 약 17%를 차지했습니다. 전체 직원의 74% 이상이 기술 인력이며, 국내외 특허 649건, 소프트웨어 저작권 125건, 집적회로 배치설계 등록 595건을 보유하고 있습니다.
아이웨이 전자는 국가 기업기술센터, 오디오 제조 분야 단일 챔피언 기업, 그리고 국가 지식재산우세기업으로 인정받았습니다. 또한 ‘국가 첨단기술산업개발구 100대 혁신 상장기업’에 선정되고, 상하이시 혁신주도형 기업 본사로 지정되었으며, 상하이시 품질 금상, 상하이시 디자인혁신센터, 상하이시 지능형 오디오 칩 기술혁신센터 등의 명예를 수여받았습니다. 그리고 상하이 하드코어 기술기업 100대 기업 명단에 이름을 올렸다.
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