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ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 STSPIN32 모터 제어 SiP(System-in-Package)를 이용해 전체 산업용 또는 가전제품용 압축기 모터 드라이브를 간단하게 구현해주는 두 종의 레퍼런스 디자인을 출시했다. 각 레퍼런스 디자인은 모터 컨트롤러와 모터에 전력을 공급하는 3상 인버터, 오프라인 컨버터 및 보조 회로가 통합돼 있다. 또한 프로덕션 레디(Production-Ready) PCB 설계와 모터 제어 펌웨어도 제공된다.

STEVAL-CTM011V1은 최대 250W의 일반 산업용 압축기를 대상으로 하며, STEVAL-CTM012V1은 가전제품에 적용되는 엄격한 친환경 설계 규정을 준수한다. 플러그 앤 플레이(Plug-and-Play) 방식의 이 레퍼런스 디자인은 호스트 시스템과 쉽게 연결해 모터를 구동하며, 최적의 성능을 위해 설정을 미세하게 조정할 수 있다. 두 레퍼런스 디자인 모두 96.5% 이상의 평균 효율을 보장한다.

각 레퍼런스 디자인의 핵심 디바이스인 ST의 STSPIN32F0601Q 모터 제어 SiP는 최종 애플리케이션의 요구사항에 따라 사용자가 모터 제어를 조정하도록 STM32F031 Arm Cortex-M0 마이크로컨트롤러와 인버터용으로 매우 견고한 600V 3상 게이트 드라이버를 제공한다. 고효율 센서리스 FOC(Filed-Oriented Control)를 비롯한 펌웨어도 제공된다. 이 SiP는 작고 열 효율이 뛰어난 QFN(Quad Flat No-Lead) 패키지 기반 디바이스로, 안전성과 신뢰성에 필요한 높은 연면거리 요건을 충족한다.

오프라인 AC/DC 컨버터는 제어 로직과 800V 애벌런치 강화(Avalanche-Rugged) 전력 섹션을 통합한 VIPER122 아날로그 컨버터이다. 주파수 지터링은 다른 장비와의 간섭을 방지하며, 기본적으로 낮은 전력소모 및 경부하에서 버스트 모드 동작을 지원함으로써 에너지 절감 규정을 준수하는 데 도움이 된다.

산업용 및 범용 애플리케이션을 지원하는 250W STEVAL-CTM011V1 레퍼런스 디자인의 인버터단은 6개의 견고한 STGD5H60DF IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 구성돼 있다. 이러한 IGBT는 높은 스위칭 주파수에서 효율을 극대화하도록 설계돼 더 작은 커패시턴스 및 자기 부품을 사용할 수 있다. 또한 낮은 패키지 열 저항으로 신뢰성을 향상시키고, 엄격한 파라미터 분포로 고전력 애플리케이션에서 안전한 병렬 연결을 지원한다.

가전제품용 레퍼런스 디자인 STEVAL-CTM012V1은 6개의 STPOWR STD8N60DM2 600V N-채널 MDmesh DM2 전력 MOSFET이 포함돼 있다. 이러한 MOSFET은 ZVS(Zero-Voltage Switching) 위상 변이 컨버터 등과 같은 고효율 컨버터에 매우 적합하며, 고속 및 저손실 스위칭 성능과 낮은 온 상태 손실(On-State Loss)을 갖추고 있다.

또한 프로덕션 레디 회로 보드 설계를 통해 복잡한 레이아웃 및 신호 라우팅 문제를 방지해 개발시간을 크게 단축해준다. 이 보드는 소형의 11.2cm x 7.5cm 크기로 산업용 및 가전제품 폼팩터를 충족할 수 있다.