[TECH REPORT] 설계 간편성, 낮은 드리프트 및 작은 크기를 통합 션트 전류 감지 솔루션에 제공

[TI 전류감지부문 무비나 토아(Mubina Toa) 마케팅 매니저] 자동화, 편의성 및 지속 가능성에 대한 수요에 힘입어 전기화가 발전함에 따라 주변 환경을 안정적이고 정확하게 감지 및 반응하는 센서, 전력 전자 제품과 프로세서의 수요가 더욱 증가 중이다. 하지만 솔루션의 크기를 줄이는 동시에 전력 소비를 최적화하고 이를 모니터링하는 방법을 지속적으로 탐구하는 것은 쉬운 일이 아니다.

20년 동안 텍사스 인스트루먼트(TI)의 동료들은 시스템 상태 모니터링을 위한 전력 측정, 과전류 상황으로부터 시스템 보호, 제어 루프 조정을 위한 동적 측정을 수행하는 방법을 찾는 데 도움이 되는 전류 감지 증폭기와 디지털 전원 모니터를 함께 개발해 왔다.

통합 션트 제품 자체는 사람들에게 익숙할지 몰라도 간편성과 저드리프트, 소형화와 더불어 비용상의 이점을 함께 제공한다는 점은 아주 신선하게 느껴질 법하다. TI의 EZShuntTm 기술은 패키지 자체의 리드 프레임을 션트처럼 작동하도록 설계돼 외부 션트 저항을 필요로 하지 않는다(그림 1 참조).

또한 EZShunt 제품은 온도 보상 알고리즘을 사용해 기존 구리 리드 프레임의 드리프트를 최대 3600ppm/°C까지 보상한다. 션트 저항이 평균적으로 50ppm/°C에서 175ppm/°C까지의 값을 가지는 것에 비해 EZShunt 제품은 25ppm/°C 정도로 낮은 총 솔루션 드리프트 달성이 가능하다.

디지털 EZShunt 제품은 디자인 크기를 크게 줄여준다. 예를 들어 INA700 디지털 전원 모니터는 유사한 웨이퍼 칩 스케일 패키지 디지털 전원 모니터와 1206션트에 비해 부품 면적 크기를 84%까지 감소시킨다.

아울러 디지털 EZShunt 제품은 전류, 전력, 에너지, 충전, 버스 전압 및 온도와 같은 다중 모드 감지 기능을 제공해 마이크로컨트롤러(MCU)의 부담을 줄인다. 칩 내에서 이런 계산을 수행할 경우 MCU가 작업에 불필요한 클럭 사이클을 소비하는 것을 방지할 수 있다.

또한 진단을 보고하거나 아날로그-디지털 변환이 완료되면 이를 알려주는 경고 핀이 존재하기 때문에 MCU가 제품을 지속적으로 폴링해 결과를 추출할 필요가 없다.

고전압 및 전류 운반 기능의 경우 6mmx6mm 쿼드 플랫 무연 패키지(DEK 패키지 지정자)는 25°C에서 75ADC를 운반할 수 있다(그림 2 참조). INA780A, INA780B 및 INA781 디지털 전원 모니터는 최대 85V의 공통 모드 전압 기능을 갖추고 있다.

또한 EZShunt 제품은 내부적으로 션트를 입력에 연결하거나 외부 핀에 션트의 켈빈 연결을 표시하기에 켈빈 연결의 레이아웃 복잡성을 없앨 수 있다(그림 3 참조).

TI의 새로운 EZShunt 기술은 여러 시장 부문에서 발전하면서 확산되고 있는 전류 감지 공간에 간편성, 비용 절감, 저드리프트 및 소형화 등의 이점을 제공한다. 이 포트폴리오는 다양한 전압, 전류, 출력 유형(아날로그 및 디지털) 및 정밀도를 갖추고 있어 전체 범위를 최적화하는 경우와 전력 소모를 줄이는 경우 등 모든 경우의 설계 요구 충족에 도움이 된다. 아날로그 및 차량용 버전은 2024년 2분기에 출시될 예정이다.