TI, 설계시간을 단축할 수 있는 70W 브러시리스 DC 모터 드라이버
2021년 09월 09일
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소음이 적고, 에너지 효율이 높은 가전기기에 대한 요구가 높아지면서 AC 모터에서 BLDC 모터로의 전환이 가속화되고 있다. BLDC 모터를 적용하면서 전력 소모를 낮추고, 효율을 높일 수 있지만, BLDC 제어를 위한 설계 시간과 보드 크기 및 시스템 비용 증가 등 새로운 과제들이 도출되고 있다. 또한 코드-프리 BLDC 모터 드라이버들은 소프트웨어 개발 부담이 적은 반면, 성능을 최적화하기 어렵고, 모터 생산 시 편차가 발생하면서 일관된 성능을 구현하기 어렵다.

 

TI는 이러한 과제를 해결하기 위해 3상 BLDC 구동 알고리즘을 내장하여 모터 구동 소프트웨어가 필요하지 않은 센서리스 FOC 모터 드라이버와 센서리스 사다리꼴형(Trapezoidal) 제어 모터 드라이버 등 두 종의 새로운 디바이스를 출시했다.


TI의 BLDC 모터 드라이버 부문 매니저인 푸냐 프라카시(Punya Prakash)는 “이러한 디바이스들은 BLDC 모터의 정상 구동까지 튜닝에 소요되는 시간을 수주 단위에서 10분 미만으로 단축할 수 있으며, 실시간 제어로 시스템 응답 성능이 향상되고, 모터 소음 측면에서도 최상의 저소음을 달성하는 것은 물론, 전체 시스템 크기를 약 70%까지 감소시킬 수 있다.”고 밝혔다.


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모터 구동 알고리즘 내장


MCF8316A와 MCT8316A BLDC 모터 드라이버는 고유한 정류 제어 알고리즘을 내장하여 소프트웨어를 개발할 필요가 없기 때문에 수개월의 개발 시간을 단축할 수 있다. 이러한 알고리즘은 높은 수준의 집적도로 모터 결함 감지 및 보호 메커니즘과 같은 다수의 기능을 통합하고 있어 시스템 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 이 모터 드라이버 제품들은 센서리스 기술을 통해 회전자 위치를 계산하므로 외부 홀 센서가 필요하지 않고, 이를 통해 시스템 비용을 낮추고 신뢰성을 높인다.

MCF8316A 센서리스 FOC(field-oriented control) 모터 드라이버는 지능적으로 모터 파라미터를 추출함으로써, 설계자가 모터 제조 변형에 상관없이 일관된 시스템 성능을 제공하면서 모터를 빠르게 튜닝할 수 있도록 한다. 또한 MCT8316A 센서리스 사다리꼴 제어 모터 드라이버는 설계자가 5개 하드웨어 핀만을 사용해서 모터를 튜닝할 수 있으므로 마이크로컨트롤러 인터페이스가 필요하지 않다.


MCF8316A와 MCT8316A BLDC 모터 드라이버는 엔지니어가 공기청정기, 냉장고, 세탁기 및 선풍기와 같은 응용 분야에서 업계 최고의 저소음 성능을 달성할 수 있도록 첨단 실시간 제어 기능을 제공한다. 특히, MCF8316A는 설계자가 모터 저소음 성능을 최적화할 수 있도록 전류 왜곡을 보상하는 특허받은 정밀한 자동 데드 타임 보상 기술이 포함되어 있다. MCT8316A는 설계자가 가변적 사다리꼴 제어 기법을 사용해서 모터 소음을 낮출 수 있다는 이점이 있다.


실시간 제어로 빠른 응답 및 보드공간 축소


MCT8316A 센서리스 사다리꼴 제어 모터 드라이버는 3.5kHz의 최대 모터 속도를 달성할 수 있다. 이는 어떤 다른 무선 센서리스 모터 드라이버보다 빠른 속도로, 신속하고 정밀한 모터 제어를 필요로 하는 로봇 청소기 같은 애플리케이션의 시스템 응답 속도를 높일 수 있다.


MCT8316A와 MCF8316A는 업계 최초로 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.


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MCF8316A와 MCT8316A를 사용함으로써 보드 공간을 70%까지 축소하고 모터 시스템을 위한 총비용을 절감할 수 있다.


MCF8316A와 MCT8316A를 사용함으로써 보드 공간을 70%까지 축소하고 모터 시스템을 위한 총비용을 절감할 수 있다. 이 디바이스들은 3개의 게이트 드라이버와 온저항(RDS(on))이 50mΩ인 6개의 하이 사이드와 로우 사이드 MOSFET을 통합했으며, 12V 및 24V 시스템으로 8A의 피크 전류로 최대 70W 전력 달성이 가능한 업계 최초의 BLDC 모터 드라이버다. 이 밖에도 이 모터 드라이버 제품들은 저손실(LDO) 레귤레이터, DC/DC 스텝 다운(벅) 레귤레이터, 전류 감지 증폭기 같은 소자들을 통합함으로써 최대 18개 디스크리트 IC를 제거할 수 있다.

진선옥 기자 (jadejin@all4chip.com)
그래픽 / 영상
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