온세미컨덕터(ON)는 1Kw 미만에서 10kW 이상 용량대를 아우르는 효율적인 모터 제어 솔루션 개발을 위한 고성능의 유연한 모터개발키트 (Motor Development Kit, 이하 MDK)를 10일 공개했다.

전기모터 중 대다수는 평균 효율이 44%에 불과한 AC 유도 모터다. 모터 설계자는 효율을 높이기 위해 이러한 모터와 다른 유형의 모터가 부하조건에서 어떻게 동작하는지 이해하고, 다양한 가변 운전 조건에 대해 효율적으로 대응해야 한다. 온세미컨덕터의 MDK는 에너지 사용량 개선을 위해 개발됐다. 

MDK, UCB에 연결된 파워보드 중 하나로 구성

MDK는 그 수가 점점 늘어나고 있는 UCB(Universal Controller Board)에 연결된 파워보드 중 하나로 구성된다. 파워보드는 고전압 통합 모듈에서 저전압 디스크리트 MOSFET에 이르기까지 온세미컨덕터 모터 구동용 인버터 솔루션의 다양한 기능을 갖추고 있다.

UCB는 공통 제어 플랫폼으로, 엔지니어가 여러 유형의 모터와 다양한 전력 상황에서 대체 모터 제어 기법을 평가할 수 있도록 모든 파워보드와 연결된다.

UCB 구성 및 기능 

지능형 모터 제어는 유연하고 프로그래밍 가능한 접근방식이 요구된다. UCB는 자일링스(Xilinx)의 징크(Zynq)-7000 시스템온칩(SoC) 제품군을 기반으로 한다. 이러한 강력한 디바이스는 두 개의 Arm 코어텍스(Cortex)-A9 프로세서 코어를 FPGA 패브릭과 통합해 최적의 소프트웨어 및 하드웨어 구성을 제공한다. 또한, 해당 보드는 10채널의 차동 ADC, 12개의 PWM 채널, 그리고 다수의 구성가능한 디지털 주변장치를 갖추고 있다. 통신 포트에는 USB, JTAG, UART와 기가비트 이더넷 PHY가 포함된다.

효율적인 모터 제어 솔루션 

효율적인 모터 제어법은 온세미컨덕터에서 중점을 두고 있는 분야다.

온세미컨덕터는 다양한 경험과 디스크리트 기기, IPM(Intelligent Power Modules), TM PIM(Transfer Molded Power Integrated Modules)의 광범위한 포트폴리오를 통해 효율성을 높이고 있다. MDK는 엔지니어들이 전기모터를 사용하는 모든 애플리케이션에서 더 높은 에너지 효율을 제공하는 솔루션을 신속하게 개발할 수 있도록 전문성과 기술을 통합해 제공한다.

온세미컨덕터 MDK는 가변속 모터 인버터 솔루션 평가를 위한 획기적인 경험을 제공한다. 이를 위해 모듈식 에코시스템은 동급 최고의 온세미컨덕터의 전력 소자를 이용해 개발한 UCB와 여러 전력 평가보드를 포함한다. 소프트웨어 개발에 대한 지원은 자일링스의 HLS(High-Level Synthesis)용 비바도 디자인 수트(Vivado Design Suite)를 통해 이뤄진다. UCB는 또한 자일링스의 오픈소스 프로젝트인 PYNQ를 통해 파이썬(Python)으로 프로그래밍될 수 있다.

알리 후세인(Ali Husain) 온세미컨덕터 기업 전략 및 마케팅 부문 수석 담당은 “온세미컨덕터는 이미 가변 모터 제어에 최적화된 광범위한 파워 솔루션 포트폴리오를 제공하고 있다. MDK는 이러한 기술을 단일 에코시스템 통합해 설계자가 보다 효율적인 모터 제어 솔루션 개발 프로세스를 개발할 수 있도록 지원할 것”이라고 말했다.

체탄 호나(Chetan Khona) 자일링스 산업, 비전, 헬스케어 및 사이언스 부문 디렉터는 “모터의 에너지 효율을 최적화하는 것은 전 세계에 있는 공장과 산업 장비의 탄소 발자국에 많은 영향을 미친다. 자일링스 징크 SoC의 고성능 모터 제어와 온세미컨덕터의 기술력은 운영 비용을 크게 절감하고, 사용자 맞춤화에 가장 잘 대응할 뿐 아니라 환경에도 긍정적으로 기여한다. 온세미컨덕터의 새로운 MDK를 통해 이러한 과정을 가능하게 하고, 시제품에서 생산으로 이어지는 단계를 획기적으로 줄일 수 있다”고 말했다.

지원 및 판매 일정

MDK는 현재 최대 1kW의 모터 구동에 적합한 SECO-1KW-MCTRL-GEVB와 최대 4kW의 모터 구동용 SECO-MDK-4KW-65SMP31-GEVB 등 두 개의 모터 파워보드를 지원한다. 이는 모두 온세미컨덕터 IPM 기술을 사용해 구현했다. 

현재 개발된 키트는 4분기부터 이용 가능하고, 2021년 1분기에는 10kW급의 모터 개발을 위한 온세미컨덕터 TM PIM 기술 기반의 모터 파워보드가 추가로 출시될 예정이다. MDK 에코시스템에 더 다양한 파워보드가 추가되고 설계 지원 또한 확장할 계획이다.