반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

마이크로칩테크놀로지(아시아 총괄 및 한국대표: 한병돈)는 제약된 공간 또는 환경에서 작동하는 애플리케이션에서 실시간 임베디드 모터 컨트롤 시스템을 효율적으로 구현하기 위해 새로운 dsPIC 디지털 신호 컨트롤러(DSC) 기반 통합 모터 드라이버 제품군을 출시했다. 이 새로운 드라이버 제품군은 dsPIC33 디지털 신호 컨트롤러(DSC), 3상 MOSFET 게이트 드라이버에 선택적인 LIN 또는 CAN FD 트랜시버를 하나의 패키지로 통합해, 모터 컨트롤 시스템 설계에 들어가는 부품 수와 인쇄 회로 기판(PCB)의 크기, 설계 복잡성을 크게 줄일 수 있으며, 개발 보드, 레퍼런스 디자인, 애플리케이션 노트 그리고 마이크로칩의 FOC(field oriented control) 소프트웨어 개발 스위트, motorBench 개발 스위트 V2.45에서 지원된다. 

마이크로칩의 DSC 사업부 조 톰슨(Joe Thomsen) 부사장은 “자동차와 가전 및 산업용 제품을 개발하는 과정이 점점 고도화되면서, 더욱 강력한 성능과 작은 풋프린트에 대한 요구 또한 늘어나고 있다. 하지만 이러한 요구를 충족하려면 비용이 더 많이 들고 크기가 커지는 문제가 종종 발생하기도 한다.”라며 “dsPIC DSC 기반 통합 모터 드라이버는 여러 디바이스 기능을 하나의 칩에 통합해 시스템 레벨 비용과 보드 공간을 줄일 수 있다”라고 말했다. 

새롭게 출시된 통합 모터 드라이버 제품군은 최대 29V(정상 작동) 및 40V(일시적인 과도 전압)까지 단일 전원 공급 장치로 작동할 수 있으며, 디바이스 내부의 3.3V LDO(Low Dropout) 전압 레귤레이터가 dsPIC DSC에 전원을 공급하므로 별도의 외부 LDO를 사용해 디바이스에 전원을 공급할 필요가 없다. 또한 본 통합 모터 드라이버 제품군은 70~100MHz의 고속 프로세서를 탑재해 FOC및 기타 고급 모터 컨트롤 알고리즘을 효율적으로 구현할 수 있다. 

dsPIC33CK 모터 컨트롤 스타터 키트(MCSK)와 MCLV-48V-300W는 유연한 제어 옵션을 통해 프로토타입 제작 시간을 줄여주는 솔루션을 제공하는 새로운 dsPIC33 기반 통합 모터 드라이버 개발 보드이다. MCSK에는 dsPIC33CK 저전압 모터 컨트롤 개발 보드, 24V 3상 BLDC 모터, AC/DC 어댑터, USB 케이블 및 기타 액세서리가 포함된다. 합리적인 가격의 본 키트는 최대 10Amps의 연속 전류로 12~48VDC 사이에서 작동하는 모터 컨트롤 애플리케이션의 빠른 프로토타입 제작을 지원한다. MCLV-48V-300W 개발 보드를 사용하면 위상당 최대 25A RMS 연속 전류를 제공할 수 있는 12~48VDC 정격의 3상 영구 자석 동기 모터(PMSM: permanent magnet synchronous motors)의 빠른 프로토타입 제작이 가능하다. 이 인버터 보드는 새로운 모듈 개념을 도입해, 특정 dsPIC DSC 또는 MCU의 구성을 위해 별도의 DIM(듀얼 인라인 모듈)이 보드에 삽입된다. 

motorBench 개발 스위트는 GUI 기반 FOC구현용 무료 GUI 기반 소프트웨어 개발도구로, 필수적인 모터 파라미터를 정확하게 측정하고, 자동으로 피드백 컨트롤 게인을 조정하며, 모터 컨트롤 애플리케이션 프레임워크(MCAF: motor control application framework)를 활용하여 소스 코드를 생성한다. 최신 버전인 v2.45에는 제로 속도/최대 토크(ZS/MT)라는 강력한 신기능이 추가되어 개발자들이 홀 센서(Hall sensor) 또는 자기 센서를 제거하면서도 모터 시동시와 저속에서 최대 토크 출력을 유지할 수 있도록 해준다. 또한 이 기능은 펌프, 전동 공구, e-모빌리티(전기 이동 수단) 및 기타 여러 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 

이제 MPLAB Discover에는 다양한 모터 컨트롤 알고리즘 및 개발 보드를 지원하는 많은 dsPIC DSC 기반 MATLAB Simulink 모델이 다수 포함하고 있다. 또한 마이크로칩은 dsPIC DSC 및 기타 마이크로칩 MCU용 모델에서 최적화된 코드를 생성하는 데 사용할 수 있는 Simulink용 무료 디바이스 블록을 제공한다. 

자동차 냉각 팬, 저전압 천장 팬, 드론 프로펠러 컨트롤러 등 dsPIC DSC 기반의 모터 컨트롤 레퍼런스 디자인을 계속 추가하고 있으며, 이러한 레퍼런스 디자인은 다양한 모터 컨트롤 애플리케이션 개발을 위해 즉시 제품 생산에 사용할 수 있는 솔루션을 제공하여 시장 출시에 필요한 시간을 단축시킨다. 일반적으로 보드 설계 파일에는 다운로드 가능한 회로도와 BOM(Bill of Material), 보드 사용자 가이드, 모터 컨트롤 소스 코드가 포함되어 있다.