TI, 센서리스 FOC 70W BLDC 모터 드라이버 제품 출시

실시간 제어 기능 통합해 BLDC 모터를 10분 안에 가동
모터 소음을 낮추고 시스템 크기를 70%까지 축소

[테크월드뉴스=서유덕 기자] 텍사스 인스트루먼트(TI)는 모터 구동 소프트웨어가 불필요한, 사다리꼴 제어와 자속 기준 제어(FOC)를 사용한 70W BLDC 모터 드라이버 제품을 9일 미디어 브리핑 행사를 통해 발표했다.

엔지니어는 이 제품으로 10분 내에 BLDC 모터를 가동할 수 있다. 소형 가전을 포함한 다양한 가정·산업용 시스템이나 인공 호흡기, CPAP(지속 기도 양압기) 같은 의료용 제품을 설계할 때 설계 시간을 수 개월 단축한다. 또한, 통합된 실시간 제어 기능과 파워 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함한 최대 18개의 개별 구성 요소를 갖춘 이 디바이스는 보드 공간을 최대 70%까지 줄이며 소음도 적다.

노만 아크타르(Noman Akhtar) 옴디아(Omdia) 선임 애널리스트는 “전력 효율과 자동화 성능은 물론 소음이 더 적은 모터에 대한 수요가 높아지면서 실시간 모터 제어, 특히 AC 인덕션에서 BLDC 모터로 전환하는 산업 시스템이 늘어나고 있다”며 “이 모터들은 전력 효율성은 높으면서도 높은 성능을 발휘하기 위해 복잡한 하드웨어와 최적화된 소프트웨어 설계를 필요로 하는데, 차세대 산업용 시스템을 위해서는 더 빠른 모터 응답 속도를 달성하면서 전반적인 설계 시간을 단축하도록 하는 것이 핵심”이라고 언급했다.

모터 구동 소프트웨어가 불필요한 센서리스 모터 제어를 사용하여 설계 시간 단축

TI가 이날 발표한 MCF8316A와 MCT8316A BLDC 모터 드라이버는 소프트웨어를 개발, 유지, 보수할 필요가 없는 고유한 정류 제어 알고리즘이 포함돼 있어 수 개월 이상 소요되는 개발 시간을 단축할 수 있다. 이 알고리즘은 높은 수준의 통합과 모터 드라이버가 모터 결함 감지와 보호 메커니즘 같은 기능을 다수 통합함으로써 시스템 신뢰성을 높인다. 또한, 이 모터 드라이버 제품들에 적용된 센서리스 기술은 외부 홀 센서 없이 회전자 위치를 계산하므로, 시스템 비용을 낮추고 신뢰성을 높인다.

MCF8316A 센서리스 FOC(field-oriented control) 모터 드라이버는 지능적으로 모터 파라미터를 추출해 설계자가 모터 제조 변형에 상관없이 일관된 시스템 성능을 제공하면서 모터를 빠르게 튜닝할 수 있도록 한다. 또한, MCT8316A 센서리스 사다리꼴 제어 모터 드라이버는 5개 하드웨어 핀만을 사용해 모터를 튜닝할 수 있어 마이크로컨트롤러(MCU) 인터페이스의 필요성을 제거하고 간소화할 수 있다.

저소음 성능 향상

MCF8316A와 MCT8316A BLDC 모터 드라이버는 엔지니어가 공기청정기, 냉장고, 세탁기, 선풍기 같은 응용 분야에서 소음을 낮출 수 있도록 첨단 실시간 제어 기능을 제공한다. 특히, MCF8316A에는 정밀한 자동 데드 타임 보상 기술이 포함돼 있어 설계자가 모터의 저소음 성능을 최적화하도록 돕는다. MCT8316A는 설계자가 가변적 사다리꼴 제어 기법을 사용해 모터 소음을 낮출 수 있다.

실시간 제어를 통한 빠른 시스템 응답

MCT8316A 센서리스 사다리꼴 제어 모터 드라이버는 3.5㎑의 최대 모터 속도를 달성할 수 있다. 이는 타 무선 센서리스 모터 드라이버보다 빠르며, 따라서 신속하고 정밀한 모터 제어를 필요로 하는 로봇 청소기 같은 애플리케이션의 시스템 응답 속도를 높일 수 있다.

MCT8316A와 MCF8316A는 모터를 능동적으로 감속할 수 있는 빠르고 제어된 방식을 통해 엔지니어가 기존의 모터 제어 기술보다 50% 더 빨리 모터를 정지시킬 수 있도록 지원한다. 또한, 이 디바이스들은 모터가 정지할 때 에너지가 임의로 다시 레일로 유입되지 않도록 하므로 시스템 손상을 방지할 수 있다.

보드 공간 70%까지 축소

MCF8316A와 MCT8316A를 사용하면 보드 공간을 70%까지 효율화하고 모터 시스템을 위한 비용을 절감할 수 있다. 이 디바이스들은 3개의 게이트 드라이버와 온 상태 저항(R_DS(on))이 50mΩ인 6개의 하이 사이드와 로우 사이드 MOSFET을 통합했으며, 12V와 24V 시스템 및 8A의 피크 전류로 최대 70W 전력 달성이 가능하다. 이 밖에, 이 모터 드라이버 제품들은 저손실(LDO) 레귤레이터, DC/DC 스텝 다운(벅) 레귤레이터, 전류 감지 증폭기 같은 소자들을 통합함으로써 최대 18개 디스크리트 집적회로(IC)를 제거할 수 있다.