바이코(Vicor Corporation)는 고성능 전력 모듈의 리더 로, 고객들이 가장 힘들어하는 전력 문제를 해결하여 시스템 성능을 혁신하고 극대화할 수 있게 한다. 바이 코의 배치하기 쉬운 전력 모듈들은 고밀도 및 고효율을 제공하여 전원에서 부하점까지 연결되는 고급 전력 분배 네트워크를 실현한다. 매사추세츠주 앤도버에 본사가 있는 Vicor는 전 세계의 고객들에게 독보적인 전력 변환 및 전력 분배 기술을 제공하고 있다.
www.vicorpower.com
 



1. 통합 전력 모듈(벅, 벅 부스트 및 PRM)
로봇 혁명을 이끌 전력 변환 기술에 기여

오로직(OLogic)은 더스티 로보틱스(Dusty Robotics)를 포함하여 고객을 위해 다양한 모바일 로봇을 설계했다. 더스티는 프로그래밍된 로봇을 작업 현장에 사용하여 동일한 작업을 자동화함으로써 건물 도면을 물리적으로 현장에 옮기는 노동집약적 프로세스를 제거했다.
 
오로직은 전력 밀도가 높고 효율적이며 사용이 쉬운 바이코(Vicor) 전력 모듈 (벅, 벅 부스트 및 PRM)을 로봇에 사용한다.
모바일 로봇에는 전력과 관련된 여러 난제가 존재하며 다양한 전력 수준 배열 이 필요하다. 센서, 서보 모터(servo motor), 액추에이터, 커뮤니케이션 시스템 및 기타 로봇 작동 장치에는 전력과 전력 밀도에 대한 다양한 요구사항이 있다.

일부는 전력을 많이 소비하고, 다른 일부는 간헐적으로만 작동할 수 있다. 이를 위해서는 빠르고, 깔끔하게, 비용 효율적인 방법으로 전원에서 전력을 공급할 수 있는 솔루션이 요구된다.
 
라슨 CEO는 “최근에 바이코 ZVS 벅 레귤레이터를 가장 많이 사용하고 있다. 현재 모바일 로봇의 모든 부분에서 이를 활용한다. 덕분에 ‘12볼트 앰프가 5개, 10개 필요 하니까 전원 장치를 구축해야겠구나!’라고 고민할 필요가 없다. 더는 그런 방식으로 생각하지 않아도 된다.”라고 말했다.

더스티 로보틱스(Dusty Robotics-Dusty)는 오로직의 고객으로서 오로직과 긴밀하게 협력하여 전력 프로파일을 최적화하고 있다. 디지털 모델에 기초한 더스티의 혁신적인 로보틱스는 긴 배터리 수명과 최신 전력 변환 기술을 통해 현장의 단일 진실 공급 원(single source of truth)을 구축함으로써 건설 업계를 디지털화한다. 더스티는 오로직과 협력하여 로봇의 핵심 전자 장치를 구축했다. 오로직은 여러 개별 전력 솔루 션을 활용했다.

그러나 시간이 지나고 바이코(Vicor Corporation)는 로봇용 전력 분배 네트워크(PDN)를 구축하는 데 있어 모듈식 접근법을 오로직에 제시했다. 오로직은 바이코의 전력 모듈만큼 동작 효율 및 열 효율이 뛰어나고, 동작 범위가 넓은 뛰어난 설계를 구현할 수 있는 솔루션은 없다는 것을 알게 되었다. 또한 ZVS 벅 레귤레이 터와 같은 바이코 모듈은 200W에서 300W의 전력을 제공하고, 그 효율이 97%라는 점을 고려할 때 매우 비용 효율적이다.


2. Vicor DCM™ 전원 모듈
높은 변환 효율과 출력-전력 밀도 높아

일본의 엔지니어링 회사인 후카덴(Fukaden Corporation)은, 테더를 통해 드론에 전력을 전달하는 파워 컨트롤 박스Ⅱ 주 전원 공급 장치 시연 테스트를 진행했다. 이 장치는 최대 150m까지 1㎾의 전력을 전달할 수 있으며, 또한 장치를 병렬로 사용하여 전력량을 3배로 늘려서 3kW까지 스케일링 가능하며, 이는 10㎞ 직경의 셀룰러 서비스를 제공한다.
 
이제까지의 테더 드론의 단점은 전원 케이블의 두께와 무게였다. 길고 무거운 케이블은 무게 증가로 항력이 증가하여 더 큰 출력을 요구하며, 드론에 센서나 고해상도 비디오 카메라와 같은 새로운 기능을 추가하는 것을 제한했다.

후카덴 드론은 1kW~5kW의 전력이 필요하고, 공급 전압을 24V에서 370V로 높이면 공급 전류가 15분의 1로 줄어든다. 이를 통해 1kW 테더 케이블의 무게를 미터당 125g에서 11.1g으로 10분의 1 이하로 줄일 수 있는 얇은 테더 케이블을 사용할 수 있다.
 
드론까지 370V로 전송하려면, 모터 구동에 필요한 DC 24V로 출력을 낮추기 위해 고밀도의 경량 DC-DC 컨버터 모듈을 드론에 장착해야 한다. 초기 후카덴의 고전압 DC-DC 컨버터 설계는 무겁고 너무 많은 부피를 차지했다. 따라서 후카덴은 경량의 소형 DC-DC 컨버터를 물색하여 대형 컨버터를 Vicor DCM™ 전원 모듈로 교체했다.

Vicor DCM은 고주파 ZVS(zero-voltage switching) 기술을 사용하는 절연형 DC-DC 컨버터 모듈로, 높은 변환 효율과 출력-전력 밀도가 높은 것이 특징이다. 이 DCM을 사용하여 부피를 75% 줄이고 무게를 50% 이상 줄였다.