16∼250V의 직류 전압을 고속으로 손실 없이 ON/OFF한다 저내압 MOSFET의 사용법 6장에서 소개하는 저내압 MOSFET에는 다음과 같은 두 가 지 특징이 있다. ·같은 칩 사이즈의 중고내압 MOSFET에 비해 온 저항이 작다 ·전류 밀도가 높다 또 종류도 다음과 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. ·고속형 : DC-DC 컨버터용 ·저온저항형 : 로드 스위치용 휴대기기에도 사용되고 있다는 점 때문에 소형화에 대한 요 구가 강하며 복수의 소자를 하나의 패키지로 만든 복합형이 많이 발매되고 있다. 그림 1은 시판되고 있는 저내압 MOSFET군(도시바 제품)이 다. 드레인-소스간 전압의 최대 정격은 16∼250V, 드레인 전 류의 최대 정격은 1∼150A의 범위에서 라인업되고 있다. 그림 2에 나타난 것은 표면실장형 저내압 MOSFET의 사이 즈와 드레인 전류의 라인업이다. 패키지 사이즈는 모두 소형 뿐이며 2.0×2.1mm∼20×26mm의 범위에서 라인업되고 있 다. 최근에는 소형화, 대전류화되는 경향이다. 복합 제품이 많다 저내압 MOSFET의 특징으로, 하나의 패키지에 복수의 소 자(MOSFET이나 다이오드)가 내장된 제품이 많다는 것을 들 수 있
가장 많이 이용되는 스위칭 전원을 예로 든다 중고내압 MOSFET을 선택하는 방법 부품 수가 적은 100W 이하의 스위칭 전원 1. 특징 그림 1(a)은 플라이백 방식으로 구성된 스위칭 전원 회로이 다. 사용하는 반도체의 수는 적지만, 트랜스가 커지므로 출력 전력이 100W 정도일 때 사용하는 방법이다. 예로 든 스위칭 전원의 회로 방식을 표 1에 나타낸다. 또한 교류를 출력하는 인버터 회로도 함께 소개한다. 표 2에 입력 200V, 출력 12V, 10A로 통일했을 때의 MOSFET에 가해지는 VDS와 흐르는 ID 를 나타낸다. 필요한 최대 드레인-소스간 전압과 최대 드레인 전류의 정격을 결정할 때 참고하기 바란다. 2. 동작 그림 1(b)에 Tr1의 스위칭 파형을 나타낸다. 이 회로 예에서 입력 전압은 200V, 출력 전압은 12V이다. 이 입출력 전압을 실현하려면 트랜스의 권수비를 200 : 12로 한다. MOSFET Tr1이 ON되면 트랜스의 2차 측에 -12V가 발생 한다(V2=-12V). 다이오드 D2에는 출력 전압(Vout=12V)에 V2=-12V를 더한 전압인 24V가 역전압으로 가해진다(VD2= 24V). Tr1을 턴 오프하면 트랜스의 1차 전
고속 스위칭/저온 저항의 차세대 디바이스 초접합형 중고내압 MOSFET 각 반도체 제조사는 스위칭 고속화와 온 저항 저감을 목표 로 새로운 MOSFET 개발에 힘쓰고 있다. 또 SiC(실리콘 카바 이드)나 GaN(갈륨 나이트라이드) 등 신소재 MOSFET도 탄생 했다. 여기서는 기존 제품(플레이너형)에 비해 온 저항이 낮고 스위칭 동작이 빠른 초접합형 중고내압 MOSFET에 대해 살 펴본다. 이미 실용화된 미래의 파워 디바이스이다. 기존 제품과 특성을 비교한다 초접합구조의이론적인검토는십년도훨씬전에실행됐다. 제조 프로세스가 복잡하므로 양산이 힘들었지만, 미세화 기술 에의해제조프로세스제어기술이발전함에따라제조프로세 스가 많고 고가라는 문제점은 있어도 양산이 가능해졌다. 여기 서는 기존 제품(TK15A60D, 정격 600V, 15A)과 비교하면서 초 접합형MOSFET(TK15A60U)의특징을하나씩살펴본다. 표 1, 표 2에 기존 제품(TK15A60D)과 초접합형 MOSFET (TK15A60U)의 절대 최대 정격, 열저항 특성 및 전기적 특성 을 나타낸다. 1. 스위칭 손실이 작다 초접합형은 드레인-게이트간 용량을 작게 했기 때문에 게 이트 구동 조건이 같을 경우 도
납땜 상태부터 전원 투입까지 실장 상태로 납품된 프린트 기판의 외관 체크 프린트 배선판에 부품이 탑재됐다. 당장이라도 전원을 넣어 작동시켜 보고 싶겠지만, 서두르지 말고 목시, 테스터로 도통을 체크하고 부분마다 점화해 본다. 여기서는 이 때 살펴봐야 할 점과 주의해야 할 점에 대해 설명한다. 땜납이 붙지 않았거나 볼 형태의 땜납이 방치되지 않았는가 기판 제조사가 리플로우한 기판에서도 땜납이 붙어 있지 않 은부분이있다. 메탈 마스크에서는 크림 땜납을 도포하는데, 기판의 여열이 충분하지 않거나 레지스트가 산화되어 있으면 크림 땜납은‘땜 납 볼’로 되어 기판상에 방치된다. 중요한 부분의 랜드에 땜납 이실리지않은사태를초래하게되는것이다. 땜납 볼이 커넥터나 IC 밑 부분으로 들어가 보이지 않는 곳 에서 쇼트되는 등의 일이 발생할 수도 있다(그림 1). 땜납은 후지산 모양으로 되어 있는가 땜납은 그림 2(a)와 같이 옆에서 보면 후지산 형태로 되어 있 는 것이 이상적이지만, 가열이 불충분했거나 플럭스가 잘 흐르 지 않았을 경우, 그림 2(b)와 같이 된다. 이것을‘콜드 땜납’이 라고 한다. 콜드 땜납의 경우, 바로 위에서 봤을 때 땜납이 붙어 있는 것 처럼 보이지만,
Nuvoton社의32비트 RISC Cortex-M0 시작하기(I) PAT-DAT-D7NM Target(이하 D7NM)은 누보톤(Nuvoton)社의 ARM 32Bit RISC Core CortexTM-M0를 효율적으로 익히기 위해 회로를 설계하고 타깃 보드, 샘플 프로그램을 기획 제작한 Cortex-M0 임베디드 보드이다. D7NM은 누보톤(Nuvoton.com) NuMicro 시리즈 중 하나인 M052LAN이 사용됐으며 보드에서 다른 목적으로 확장할 수 있도록 LQFP48 핀의 대부분을 2.54mm 헤더 핀에 연결했다. 샘플 코드를 이용, 타깃을 가지고 32비트 RISC Cortex-M0를 실습해본다. 김형태 (conan@FirmwareBank.com), 펌웨어뱅크 누보톤 NuMicro M051 시리즈(표 1)는 32Bit RISC CortexTM-M0 Core를 사용하여 만든 고성능 마이크로프로세서이다. 칩 밴드에서 제작된 패키지는 크게 두 가지이며 외관과 핀 배치가 동일하므로 프로젝트에서 컴파일되고 기계어 코드를 생성하여 그것보다 큰 플래시메모리 크기의칩파트를선택하면된다. 개발 중에 메모리 크기가 증가할 경우, PCB(Printed Circuit Boar
곱셈, 나눗셈, 제곱, 제곱근 등을 계산할 수 있다' 아날로그 연산 IC AD633 아날로그 데이터 연산은 A-D 컨버터로 인식한 후 마이컴 등의 디지털 회로로 처리하는 경우가 많은 것 같다. 필자도 작업 시 이러한 흐름으로 데이터를 처리하고 있다. 그러나 사칙연산을 비롯한 각종 연산이 반드시 디지털의 독무대라고는 할 수 없다. 전력계 등, 연산 결과만 필요한 용도라면 프로그램이 필요 없으며 회로만 구성하는 아날로그 IC가 적합한 경우도 있다. 승산기 IC AD633(아나로그 디바이스, 사진 1)을 사용하여 아날로그 연산해 본다. 실험에서는 상용 주파수를 다루며 승 산, 제산, 제곱근 산출 동작에 대해 소개한다. 그리고 AD633 의 승산 기능을 이용, 가전제품의 전력을 계산하는 전력 측정 기판을 제작한다(사진 2). 회로 구성만으로 연산하며 마이컴 이나 DSP를 사용하지 않아도 되므로 프로그램이 필요 없다. 주요 특징 AD633은 제산, 제곱, 제곱근 등 승산 이외의 연산도 가능하 다. 계산 정밀도를 AD633의 데이터시트에서 확인했더니 정 밀도가 풀 스케일의 2% 이내였다. 이 정밀도만으로도 충분한 용도에 이용한다. 1. 4상한 입력이 가능한 승산 기능
센싱/계측 기술 사용하기 쉬운 가속도/각속도 센서 1. 가속도와 각속도로 자세 및 운동 방향을 알 수 있다 최근 모바일 단말기와 게임기, 디지털 스틸 카메라 등과 같 이 자세와 움직임을 검지하여 반응하는 기계가 점점 많아지고 있다. 이러한 기기 속에 내장되어 있는 것이 가속도 센서(가속과 감속, 중력 등 검출)와 자이로 센서(회전 운동 검출)이다. (x, y, z)의 3방향(3축)으로 가속도와 회전각을 측정하면 자신의 자 세와 운동 방향을 알 수 있다. 2. 개인도 저렴한 가격에 구입할 수 있다 이러한 센서는 극적으로 소형화, 고성능화, 저가격화가 진 행됐다(사진 1). 3축만큼 1칩화된 자이로 센서가 등장했으며 2,000°/s(1초에 5회전 이상)라는 상당히 엄격한 운동도 따라 갈수있게됐다. 가속도 센서도 3축 내장은 물론, 측정 레인지 전환 등이 가 능해졌다. 개인이 구하기도 쉬워졌다(표 1). 현재 센서 인터페이스의 디지털화가 급격하게 진행되고 있 으며, 이것은 센서와 마이컴의 조합에 의해서 고기능화된 것 이다(그림 1). 구하기 쉬운 소형 카메라 모듈 1. 수mm 풀 하이비전 화질의 이미지 센서 최근 대부분의 휴대전화나 모바일 단말에는 매우 소형, 고
50/60Hz의 상용 전원을 직류로 하는 회로에서 스위칭 전원까지 파워 다이오드의 응용 일반 정류 다이오드의 전형적인 응용 - 상용 전원의 정류 1. 정류 회로의 동작 원리 그림 1(a)은 교류를 직류로 변환하는 회로이다. 직류 전원을 다루는 전자기기에 사용된다. 전원 전압이 플러스일 때, 전류 는 다이오드 D1 → 부하 → 다이오드 D4의 경로로 흐른다. 전 원전압이 마이너스일 때, 전류는 다이오드 D3 → 부하 → 다이 오드 D2의 경로로 흐른다. 부하의 양단에는 그림 1(b)에 나타 난 정상적인 전압 파형이 가해진다. 2. 실제 동작 앞에서 설명한 정류 회로의 동작은 다이오드가 이상적인 경 우이다. 전원전압이 플러스에서 마이너스로 바뀌었다고 해서 다이오드에 당장 역방향 전압이 가해지는 것은 아니다. 그림 2와 같이 다이오드의 PN 접합 전하가 배출될 때까지 0V로 유 지되고, 그 후 공핍층이 넓어지면 전압이 가해진다. 다이오드 D4에 전하가 남아 있으면 D4의 역방향과 D2의 순 방향에 전류가 흘러 출력에 전류가 흐르지 않게 된다. 이와 같 은 일은 다른 다이오드에서도 발생하며, 출력 전압은 그림 1(c) 에 나타난 역회복 전하가 클 때의 파형과 같이
DC 전원 라인의 ON/OFF와 DC-DC 컨버터에 최적이다 파워 다이오드의 종류 및 성질 파워다이오드는콘센트로들어오는상용전원을전자회로에 필요한 직류로 바꾸는 데 사용되고 있다. 스위칭 회로용으로는 더높은주파수에서사용할수있도록성능이개선되고있다. 일반적으로 전력 제어에 사용하며 전류정격이 1A 이상인 다이오드를 파워 다이오드라고 한다. 여기서는 1A 또는 허용 전력 손실이 1W 이상인 디바이스를 파워 다이오드라고 한다. 거의 모든 전자기기에 사용되고 있는 상용 전원을 정류하는 일반 정류 다이오드에서부터 스위칭 회로 정류에 사용되고 있 는 고속 정류 다이오드, 그리고 실리콘에 대해 파괴 전계 강도 와 열전도율이 높으며 신소재 SiC를 사용한 쇼트키 배리어 다 이오드에 이르기까지 종류와 구조를 소개한다. 파워 다이오드의 분류 1. 정류용은 상용 전원용과 스위칭 전원용으로 나뉜다 파워 다이오드를 분류하면 그림 1과 같다. (1) 예전에는 일반 정류 다이오드뿐이었다 예전의 파워 다이오드는 주파수가 50/60Hz인 상용 전원의 100VRMS 교류출력을 정류하는 소자로 이용됐다. 정류란 플러 스, 마이너스로 변화하고 있는 전류(교류)를 한 방향(직류)으로 조정하는 것을
세라믹에서 알루미늄 전해, 낮은 ESR, 필름, 트리머까지 칩 콘덴서(Ⅳ) 도전성 고분자 탄탈 고체 전해 콘덴서 도전성 고분자 탄탈 고체 전해 콘덴서란 전해질에 도전율이 높은 고체 도전성 고분자를 사용한 탄탈 콘덴서를 말한다(사진 1). 전해액을 사용한 알루미늄 전해 콘덴서 또는 이산화망간을 사용한 일반적인 탄탈 콘덴서와 비교하여 살펴보면 낮은 ESR, 안정적인 온도 특성, 긴 수명, 그리고 높은 안전성이라 는 특징을 갖고 있다. 또한 탄탈의 높은 유전율을 활용함으로써 소형, 대용량, 낮 은 ESR을 실현할 수 있으며 전원 회로의 전원 콘덴서의 수를 줄일 수 있다. 특징 1. 기본 구조 그림 1에 도전성 고분자 탄탈 고체 전해 콘덴서의 구조를 나 타낸다. 기본적으로 일반적인 칩 탄탈 콘덴서와 같지만, 전해 질에 도전성 고분자를 이용한다는 것이 다르다. 표 1에 도전성 고분자 탄탈 고체 전해 콘덴서의 라인업을 나 타낸다. 실장 면적 L2.0mm×W1.25mm에서 L7.3mm× W4.3mm 사이즈까지 있다. 전기적 특성/STRONG> 1. 임피던스와 ESR이 낮다 도전성 고분자는 그림 2와 같이 일반적인 칩 탄탈 콘덴서 (이산화망간)와 비교했을 때 대략 1
평가 검토 전에 확인해야 하는 측정 포인트 및 검사 항목 전원 투입과 기본 동작 체크 전원을 체크한다 실장 기판을 구했다면 빨리 전원을 켜고 싶겠지만, 그 전 에 안정화 전원 장치와 AC 어댑터의 극성 및 전압값을 꼼꼼 하게 체크하기 바란다. 역접속과 과전압에 따라 표면실장 부품, 특히 면실장 IC가 파괴돼 버리면 교환하기 쉽지 않다. 또 고장 개소의 특정에 도 엄청난 시간이 필요해진다. 정전압 전원은 부하 OFF에서 전압을 설정하는 습관을 들이는 것이 좋다. 안정화 전원에 전류 리미터가 걸려 있는가 정전압 전원의 전원 리미트는 기판의 소비전류보다 약간 크 게(1.5배 정도) 설정한다. 전류 제한이 작용하면 기종에 따라 적색 램프가 점등하며(사진 1) 설정 전류 이상의 전류는 흐르 지 않게 된다. 램프가 점등한 경우에는 재빨리 전원을 OFF하 도록 한다. 예를 들어 마이컴과 FPGA가 탑재되어 있는 명함 사이즈의 기판이라면 100mA, PIC 마이컴만 내장되어 있는 기판이라면 50mA에서 전류 제한을 건다. 마이컴 탑재 기판에 생각 이상의 전류, 예를 들면 100mA 이상이 흐를 때, 설계 실수와 파워계의 부품이 구동되고 있는 것을 빼면 다음과 같은 원인을
Nuvoton社의32비트 RISC Cortex-M0 시작하기(II) PAT-DAT-D7NM Target(이하 D7NM)은 누보톤(Nuvoton)社의 ARM 32Bit RISC Core CortexTM-M0를 효율적으로 익히기 위 해 회로를 설계하고 타깃 보드, 샘플 프로그램을 기획 제작한 Cortex-M0 임베디드 보드이다. D7NM은 누보톤(Nuvoton.com) NuMicro 시리즈 중 하나인 M052LAN이 사용됐으며 보드에서 다른 목적으로 확장할 수 있도록 LQFP48 핀의 대부분을 2.54mm 헤더 핀에 연결했다. 샘플 코드를 이용, 타깃을 가지고 32비트 RISC Cortex-M0를 실습해본다 김형태 (conan@FirmwareBank.com), 펌웨어뱅크 0x5000_0000번지의 읽기 전용 32비트 값 중 하위 16비트가 칩의 정보를 나타 낸다. PDID 레지스터에는 M051 시리 즈의 ID Number만 나타나 있으므로 메모리의 크기와 패키지는 표 1과 같이 출력값으로 판단해야 한다. 출력된 PDID로 M052LAN을 확인할 수있으며타깃에입력된‘3’,‘ A’,‘ 7’ 은 UART 인터럽트가 실행되어 링이 제 대로 동작되는지
휴대용디스플레이의가시성과배터리수명을 최적화하는주변광센서 태블릿, 스마트폰, 랩톱과 같은 휴대용 기기에 주변광 센서를 추가하면 배터리 수명을 연장시킬 수 있으며 환경에 최적화된 편안한 디스플레이를 구현할 수 있다. 여기서는 휴대용 기기에 이러한 센서를 사용할 경우 발생하는 다양한 문제에 대해 설명한다. Prashanth Holenarsipur, Arpit Mehta Maxim Integrated Products 오늘날 전 세계는 그 어느 때보다 긴 밀하게 연결되어 있으며, 대부분의 휴 대용 기기에는 비디오와 인터넷 콘텐츠 에 액세스하여 즐길 수 있는 디스플레 이가 탑재되어 있다. 낮은 전력 소비와 편안한 화면에 대한 요구가 강해짐에 따라, 장치가 주변을 인식할 수 있도록 휴대용 기기들에 주변광 센서를 내장하 는 추세로 이어지고 있다. 디스플레이 백라이트는 어두운 환경 에서 배터리 전력을 절약하기 위해 밝 기를 조정할 수 있으며, 밝은 환경에서 는 폰트와 백그라운드 사용을 향상시켜 장치의 판독성을 높여 준다. 이 애플리 케이션 노트에서는 주변광 센서와 함께 제품을 설계할 때 유의해야 할 몇 가지 고려사항에 대해 설명한다. 광 측정의 스펙트럼 감도 먼저, 사람의
고성능 데이터 변환을 이용하여 제어 시스템 성능향상 산업용 제어 시스템의 대부분은 정교하고 높은 자릿수의 제어 루프로 전기, 기계, 열, 유압 등과 같은 주요 파라미터들을 제어한다. 요즘과 같이 기술 발전 속도가 빠른 시대에 제어 시스템 디자이너들이 설계 목표를 달성하려면 새로운 과제들을 해결해야 한다. 그 어느 때보다도 시스템이 빠르고 정확하며 유연해야 할 뿐만 아니라 더 작은 인클로저로 더 많은 기능을 집어넣으며 적은 전력을 소비해야 하는 것이다. 이에 따라 기존 디자인의 성능 범위를 넓히고 새로운 기능을 가능하게 하는 솔루션이 필요해졌다. Atsushi Kawamoto, Jesper Steensgaard, Heemin Yang Linear Technology Corporation 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 산 업용 제어 시스템의 핵심 부품이다. ADC는 전력망 모니터링, 광 네트워킹 스위치, 생산 로봇 시스템과 같은 장비 에서 디지털 신호 프로세싱을 위해 주 요 신호들을 아날로그 영역에서 디지털 영역으로 변환하는 중요한 역할을 담당 한다. 최근에는 이 아날로그-디지털 변 환이 더 높은 분해능과 속도, 더 낮은 전 력으로 실시되도록 요구되고 있다.
다양한 유기 EL 디스플레이 모듈 및 제작 정지 화면 표시, 선이나 문자 표시에 주로 사용되는 두 개의 모듈과 1인치 이하의 디스플레이를 탑재한 스위치 모듈을 광고 단말기, 아날로그 테스터, 조명 ON/OFF 장치로 이용했다. 여기서는 CPU/시리얼 인터페이스를 가진 모듈의 사용법에 대해 알아본다. 프레임 메모리 내장으로 정지 화면에 적합한 유기 EL 모듈 RGS15128128FH029 SD 카드의 화상을 전송하여 가게 앞에서 사용할 수 있는 광고 단말 제작 128×128화소, 1.5인치 유기 EL 디스플레이 모듈(이하, OLED 모듈) RGS15128128FH029(RiT Display)를 CPU 인 터페이스로 제어하는 예에 대해 소개한다. 이 OLED 모듈은 비교적 예전부터 있던 대표적인 제품이므 로 전원 회로 등까지 포함하여 상세히 소개한다. 그 외관을 사 진 1에 나타낸다. 표시부의 유리면 아래쪽부터 플렉시블 기판이 펴지며 그 도 입부에 컨트롤러 IC SSD1355(Solomon Systech)가 실장되어 있다. 모듈 사용 방법 1. FPC는 0.75mm 피치, 37핀, 기판에 납땜 가능 이 플렉시블 기판에서는 단자부가 0.75mm 피치, 37핀으로