03 Power

power delivery in CPU

• 가정용 220V AC (교류) → 12V DC → 0.8~1.5V DC

• 가정용 220V AC (교류) → PSU가 12V DC (직류)로 변환
  • efficiency: 70-95%, 변환 과정에서 발열로 인해 5~30% 손실
• 12V DC→ Mainboard가 CPU가 동작할 수 있는 더 낮은 0.8~1.5V DC로 변환
  • 메인보드 안의 buckboost converter나, LDO (Low Dropout Regulator) 이용
  • efficiency: 85-95%

power delivery in Mobile processor

• 가정용 220V AC (교류) → 5V DC → 3.0~4.3V DC → 0.8~1.5V

• 가정용 220V AC (교류) → Adapter가 5V DC로 변환
• 5V DC → Charger IC가 조절해서 배터리에 3.0~4.3V로 저장
• 3.0~4.3V → PMIC가 이를 processor에 맞게 0.8~1.5V로 변환
  • PMIC 안에도 buckboost, LDO converter가 존재

why cpu voltages not fixed?

• CPU의 clock rate(frequency)에 따라 필요한 전압이 달라짐, higher frequency → higher voltage

why battery voltages not fixed?

• 배터리 전압이 방전 중에 떨어지는 이유는 내부 저항과 분극 현상 때문임
• Open Circuit Voltage: 배터리에 load가 전혀 걸리지 않았을 때 측정되는 전압
• Terminal Voltage: 외부에서 실제로 측정되는 전압 (저항까지 반영)
• End of Charge Voltage: 충전을 멈춰야 하는 최대 전압
• Cut-off Voltage: 방전을 끝내야 하는 전압. 이 이하로는 방전 허용 X
  

• CCCV(Constant Current Constant Voltage) charging
  • 충전 초반: 배터리 전압이 낮음 → 전류를 일정하게 유지, 빠른 충전
  • 충전 후반: 배터리 전압이 목표치 도달 → 전압을 일정하게 유지하면서 전류를 줄임
  • charging termination voltage: CCCV charging 방식에서 최종 단계 전압을 의미