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온세미(onsemi)가 전력 전자 설계 과정의 효율성을 높일 수 있는 업계 최초의 온라인 설계 도구 '엘리트 페어링 스튜디오(Elite Pairing Studio)'를 공개했다. 이 도구는 엔지니어가 애플리케이션 요구사항에 맞는 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET과 게이트 드라이버 조합을 신속하게 찾고 성능을 평가할 수 있도록 지원해 전력 반도체 설계 개발 기간 단축에 기여할 것으로 기대된다.

전력 전자 시스템이 고도화되면서 효율 향상과 손실 최소화, 안정적인 열 관리 등을 위해 게이트 드라이버와 스위칭 디바이스 간 최적의 조합을 찾는 중요성이 커지고 있다. 그러나 기존에는 방대한 데이터시트 분석과 스프레드시트 검토, 반복적인 시뮬레이션 및 실증 테스트를 거쳐야 해 설계 초기 단계에서 많은 시간과 비용이 소요됐다.

부품 선정부터 시스템 시뮬레이션까지 통합 지원

온세미가 선보인 엘리트 페어링 스튜디오는 이러한 설계 과정을 간소화하기 위해 개발됐다. 엔지니어는 단계별 워크플로우를 통해 애플리케이션 조건에 적합한 SiC MOSFET과 게이트 드라이버 조합을 탐색하고, 여러 후보군을 비교하며 최적의 전력 아키텍처를 설계할 수 있다.

특히 클라우드 기반 환경에서 제공되는 이 도구는 온세미 웹사이트 내 독립적인 작업 공간에서 구동되며, 입력 조건에 따라 다양한 디바이스 조합을 자동으로 평가한다. 분석에는 업계에서 널리 사용되는 검증된 공식과 실제 성능 계산이 적용되며, 평가 로직도 공개돼 사용자가 결과 도출 과정을 직접 확인할 수 있다.

엔지니어는 이를 통해 스위칭 타이밍, 게이트 전압 및 전류 파형, 디바이스 정격 대비 전압 오버슈트 마진, 턴온 및 턴오프 에너지 손실 등 핵심 성능 지표를 검토할 수 있다. 또한 각 조합의 상충 관계를 비교 분석해 전자기 간섭 특성과 신뢰성에 영향을 미치는 요소를 설계 초기 단계에서 파악할 수 있다.

AI 데이터센터부터 전기차까지 설계 효율 향상 기대

엘리트 페어링 스튜디오의 분석 결과는 인터랙티브 파형 뷰어를 통해 시각적으로 제공되며, 이를 바탕으로 엔지니어는 전체 시스템 수준의 시뮬레이션에 앞서 보다 정확한 부품 선정 결정을 내릴 수 있다.

특히 스튜디오에서 생성된 결과는 PLECS 기반 시스템 수준 시뮬레이션 모델과 연계되며, 온세미의 엘리트 파워 시뮬레이터(Elite Power Simulator)를 통해 효율과 열 특성, 전력 손실 등을 추가로 최적화할 수 있다. 이를 통해 초기 부품 선정 단계에서 얻은 인사이트를 실제 시스템 성능 향상으로 연결할 수 있다는 설명이다.

온세미는 엘리트 페어링 스튜디오가 설계 리스크를 줄이고 개발 기간을 단축하는 동시에 고성능 애플리케이션의 효율 향상에도 기여할 것으로 기대하고 있다. 회사는 향후 추가적인 온세미 기술을 통합해 기능을 확대할 계획이며, AI 데이터센터를 비롯해 전기차, 산업용 시스템, 전기화 인프라 등 다양한 분야에서 활용도를 높여 나갈 방침이다.