ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)가 직경이 50mm의 원형 PCB에 3상 게이트 드라이버, STM32G0 마이크로컨트롤러, 750W의 전력단을 갖춘 EVLDRIVE101-HPD(High Power Density) 모터 드라이브 레퍼런스 디자인을 출시했다.
이 보드는 절전 모드에서 1uA 미만으로 매우 낮은 전력을 소모하며 소형 크기로 구현돼 헤어 드라이기, 휴대용 진공청소기, 전동공구, 팬과 같은 기기에 직접 장착할 수 있다. 드론 및 로봇을 비롯해 펌프 및 공정 자동화 시스템과 같은 산업용 장비의 드라이브에도 간단히 탑재할 수 있다.
이 레퍼런스 디자인은 ST의 STDRIVE101 3상 게이트 드라이버로 구현됐으며, 센서 또는 센서리스 회전자 위치 감지 기능을 통해 사다리꼴이나 FOC(Field-Oriented Control)와 같은 모터 제어 전략을 유연하게 선택하게 해준다.
STDRIVE101 IC는 600mA 소스·싱크 기능을 갖춘 3개의 하프 브리지를 포함하고 있으며 5.5V~75V의 동작 전압으로 모든 저전압 애플리케이션의 처리가 가능하다. 이 칩은 하이 사이드 및 로우 사이드 게이트 드라이버용 전압 레귤레이션과 구성 가능한 드레인-소스 전압(Vds) 모니터링 보호 기능을 통합하고 있다. 또한 하이 사이드 및 로우 사이드 게이트 입력이나 PWM 제어를 직접 선택할 수 있는 외부 핀도 제공한다.
개발자들은 STM32G0의 SWD(Single-Wire Debug, 단일 와이어 디버그) 인터페이스를 이용해 마이크로컨트롤러와 상호 작용이 가능하며, 다이렉트 펌웨어 업데이트 지원으로 버그 수정 및 새로운 기능을 적용할 수 있다.
EVLDRIVE101-HPD 레퍼런스 디자인의 전력단은 60V STripFET F7 MOSFET인 STL220N6F7를 갖추고 있어 평균 1,2mΩ의 Rds(on)으로 효율을 유지하고 모터의 플러그앤플레이(Plug-and-Play) 연결을 용이하게 한다.
이외에도 에너지를 절감하고 배터리 구동 애플리케이션의 동작 시간을 연장하기 위해 유휴 상태에서 전원 소스를 차단하는 고속 파워-온(Power-On) 회로가 있다. 전력단 MOSFET에 대한 Vds 모니터링, UVLO(Under-Voltage Lockout, 저전압 차단), 과열 보호, 교차 전도 방지 등 드라이버 IC에 내장된 보호 기능을 제공한다.
헬로티 이창현 기자 |
