가전 및 산업용 드라이브의 모터 제어 어플리케이션 지원...초소형 폼팩터와 낮은 제조 비용 보장
ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 가전 제품 및 산업용 드라이브를 위해 설계된 GaN(Gallium-Nitride) 기반 모터 제어 레퍼런스 디자인 EVSTDRVG611MC를 공개했다. 이 레퍼런스 디자인은 히트싱크를 사용하지 않고도 600W 이상의 출력을 처리할 수 있으며, 초소형 폼팩터와 낮은 제조 비용을 보장한다.
턴키 보드 형태로 제공되는 이 레퍼런스 디자인은 전원만 연결하면 바로 평가 작업을 수행하며, ST의 STDRIVEG611 GaN 드라이버 IC, 디스크리트 GaN 전력 트랜지스터, 혼성신호 기반 STM32G431 마이크로컨트롤러가 탑재되어 있다. BOM(Bill of Materials)과 회로도는 물론, 경제적인 2레이어 108mm × 110mm 보드용 거버 파일도 st.com에서 바로 다운로드할 수 있다는 설명이다.
ST의 GaN HEMT(High Electron-Mobility Transistor)와 드라이버 IC는 혁신적인 전력 변환 기술을 통해 이미 충전기, 어댑터, 서버 PSU 등 애플리케이션에서 기존 실리콘 기술로는 달성하기 어려운 효율성과 전력밀도를 구현하도록 지원하고 있다. EVSTDRVG611MC 레퍼런스 디자인에 탑재된 STDRIVEG611 게이트 드라이버는 하드 스위칭에 최적화되어 모터 제어 분야에서 보다 용이하게 GaN 기술을 적용하게 해준다. 이러한 드라이버와 650V 75mΩ GaN 트랜지스터가 결합됨으로써, 가전 제품 설계자들은 업계 최고 수준의 에너지 등급과 더 작은 전자 모듈, 향상된 신뢰성을 달성할 수 있다 업체 측은 밝혔다.
EVSTDRVG611MC는 DC 전원에 연결할 경우 히트싱크 없이도 600W 이상으로 동작한다. 히트싱크를 추가하면 최대 성능이 향상돼 세탁기와 같은 가전제품뿐만 아니라 산업용 서보 드라이브와 기타 브러시리스 DC(BLDC) 모터 애플리케이션에 이르기까지 폭넓은 전력 범위를 유연하게 지원한다. 업체 측에 따르면, STDRIVEG611 드라이버는 5mm × 4mm 크기의 소형 QFN 패키지로 구현됐으며, ST의 STM32 제품군 중 하나인 STM32G431 마이크로컨트롤러는 3션트(3-shunt) 센싱을 위한 3개의 아날로그 증폭기를 탑재해 경쟁력 있는 BOM 구성이 가능하다. 마이크로컨트롤러에 내장된 Arm® Cortex®-M4 코어는 고속 회전 조건에서도 정교한 제어 알고리즘을 실시간으로 실행한다.
엔지니어들은 ST 모터 컨트롤 워크벤치(ST Motor Control Workbench)를 활용해 EVSTDRVG611MC 보드를 신속하게 평가하고 애플리케이션 개발을 시작할 수 있다. 이 워크벤치는 신규 프로젝트 시작을 위한 모터 프로파일링 툴과 개발 지원을 위한 성능 모니터링 툴을 포함하고 있으며, 자동 펌웨어 생성 기능을 제공해 제품 출시 기간을 단축한다. 사용자는 홀 센서, 증분형 또는 절대형 인코더 등 다양한 피드백 옵션을 활용하여 센서리스나 센서 기반 모드에 FOC(Field-Oriented Control)를 적용함으로써 부드럽고 정밀한 모션 제어를 구현할 수 있다는 설명이다.
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