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EPC9167 GaN 기반 인버터 레퍼런스 디자인은 전체 시스템 비용을 낮추면서도 모터 시스템의 성능과 범위, 정밀도 및 토크를 향상시킨다. 이 인버터는 크기가 매우 작기 때문에 모터 하우징에 통합하여 가장 낮은 EMI와 가장 높은 밀도 및 가장 가벼운 무게를 구현할 수 있다.

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EPC는 EPC2065 eGaN FET를 사용하는 3상 BLDC 모터 드라이브 인버터인 EPC9167을 공급한다고 밝혔다. EPC9167은 14V ~ 60V(공칭 48V)에 이르는 입력 공급전압 범위에서 동작하며, 표준 보드와 고전류 버전 등 두 가지 구성으로 제공된다.

• EPC9167 표준 레퍼런스 디자인 보드는 최대 3.6mΩ의 _RDS(on)과 최대 80V의 디바이스 전압을 제공하는 EPC2065 eGaN FET를 갖춘 3상 BLDC 모터 드라이브 인버터 보드이다. 이 표준 구성의 보드는 각 스위치 위치에 단일 FET를 사용하며, 최대 20A_RMS의 출력 전류를 전달할 수 있다.

• 고전류 구성인 EPC9167HC 레퍼런스 디자인 버전은 스위치 위치 당 2개의 병렬 FET를 사용하며, 최대 42Apk(30A_RMS)의 출력 전류를 제공할 수 있다.

두 버전의 EPC9167은 게이트 드라이버와 하우스키핑 공급장치를 위한 레귤레이션 보조 전력 레일을 비롯해 전압 및 온도 감지, 정확한 전류 감지 및 보호 기능 등과 같은 완벽한 모터 드라이브 인버터를 지원하는데 필요한 모든 필수 기능 회로를 포함하고 있다. 또한 이 보드는 ST마이크로일렉트로닉스(ST Microelectronics)의 STDRIVEG600과 스마트 모터 드라이브 GaN 하프-브리지 드라이버를 갖추고 있다.

EPC9167 보드는 크기가 130mm x 100mm(커넥터 포함)에 불과하다. 또한 이 보드는 다상 DC-DC 변환을 위한 구성이 가능하며, 위상 및 레그 션트(Leg Shunt) 전류 감지를 모두 지원한다.

이 레퍼런스 디자인은 저소음을 위한 낮은 왜곡과 자기 손실 감소를 위한 낮은 전류 리플, 정밀도 개선을 위한 낮은 토크 리플 및 비용 감소를 위한 낮은 필터링을 비롯해 GaN 기반 모터 드라이브의 주요 이점들을 제공한다. EPC9167 보드의 더 가벼운 무게와 작은 크기는 드라이브를 모터 하우징에 통합할 수 있도록 함으로써 낮은 인덕턴스와 높은 전력밀도의 모터를 지원한다.

EPC는 설계 주기를 단축하여 신속하게 시제품을 제작할 수 있도록 이 인버터 보드를 컨트롤러 보드 개발 툴과 연결할 수 있는 인터페이스 보드를 포함한 완벽한 데모 키트를 제공한다.

GaN 기반 드라이브 키트의 기본 설정은 100kHz 스위칭 주파수와 14ns 데드타임이다. 이 키트는 다양한 주파수와 데드타임에 따라 프로그램이 가능하도록 설계되었으며, 약 100kHz의 고주파수 동작은 전해 커패시터를 제거하여 더 낮은 커패시턴스를 사용하고, 모터 손실을 줄일 수 있도록 해준다. 또한 약 14ns의 매우 작은 데드타임으로 보드를 동작하여 암페어당 더 높은 토크를 얻을 수 있다. 이러한 두 가지 효과가 결합됨으로써 일반적으로 20kHz 및 500ns 데드타임으로 동작하는 실리콘 MOSFET 솔루션에 비해 인버터와 모터의 시스템 효율을 7% 이상 향상시킬 수 있다.

EPC의 알렉스 리도우(Alex Lidow) CEO는 “GaN 기반 인버터는 실리콘 MOSFET 기반 인버터를 사용하는 고가의 모터와 동일한 성능을 제공하면서도 비용을 절감하고, 모터의 효율을 높일 수 있다.”며, “이를 통해 더 작고, 가볍고, 저소음의 더 높은 토크와 더 넓은 범위 및 더욱 뛰어난 정밀도를 갖는 모터 시스템을 구현할 수 있다.”고 밝혔다.