자동차 배터리 관리를 위한 광 연결 방안

POF와의 광학 연결은 배터리 관리 시스템의 갈바닉 절연에 이상적이다.

POF(플라스틱 광섬유; Plastic Optical Fiber)를 통해 자동차 기가비트 연결성을 제공하는 KDPOF는 차량의 배터리 관리 시스템 (BMS)을 위한 플라스틱 광섬유 연결성을 제공한다. "전기 및 하이브리드 파워 트레인은 12V의 ECU 도메인, 48 V의 액츄에이터 도메인 및 400 V의 전력 도메인과 같이 큰 레벨 차이가 있는 서로 다른 전압 도메인을 제공합니다."라고 KDPOF의 CEO 겸 공동 설립자인 카를로스 파르도(Carlos Pardo)는 설명한다. 그는 또한 이러한 영역들간의 갈바닉 절연은 접지 기생 저항(ground parasitic resistance) 및 전압 도메인간 단락에서 필수 요소라고 강조한다. POF와의 광 연결은 열악한 자동차 환경에 견딜 수 있는 충분한 마진을 갖춘 100Mbps 이더넷 호환 솔루션을 제공하여 갈바니 절연을 달성하는 최적의 방법을 제공한다. 또한 더 높은 데이터 속도가 필요할 때 1000Mbps(1Gbps)로 쉽게 업그레이드 할 수 있다. 갈바닉 절연 배터리 관리 시스템의 도메인 간 갈바닉 절연이 없으면, 사용자에게

소프트 스타터 모터 제어 기술로 에너지 효율성과 성능 개선

소프트 스타터 모터 제어 기술로 에너지 효율성과 성능 개선

우수한 기동 방식의 로드는 기동/중단 프로필을 적용하고 에너지 소비 절감 및 비용 절약 엔지니어는 장비에 소모되는 에너지가 운영 예산에 미치는 부담을 항상 느끼고 있다. 특히 펌프.컴프레셔, 팬과 같은 장비와 관련하여 모터를 가동하기 위한 에너지만을 사용하면서 진단 데이터를 제공하고 가동 중단 시간을 줄일 수 있는 효율적인 모터 제어 기술에 항상 관심을 갖고 있다. 지난 몇 년간 모터 스타터의 보급이 확산되면서, 모터 스타터 기술도 함께 발전하였으며, 효율성 극대화를 위해 엔지니어들이 모터 제어 옵션에 대해 새로운 시각을 갖게 되었다. 일반적인 모터 스타터 기술에는 ‘Across-theline’ 컨택터와 소프트 스타터 그리고 가변 주파수 드라이브(VFD; Variable Frequency Drive)가 포함된다. 이들 각각의 기술은 비용에 따라 그리고 어플리케이션마다 성능이 다르다. 컨택터는 가장 기본적인 모터 스타터 기능을 제공하며, Direct On Line (DOL) 기동에는 컨택터와 경제형 혹은 고급형의 과부하 계전기가 필요하다. 지난 20년간 급속도로

자동차 인포테인먼트의 최적화된 전력 관리를 통한 차량 효율 향상

그림 1. 전압 조정기 소자를 사용해 여러 전압 레일을 공급할 경우 부품의 개수와 솔루션의 크기가 모두 증가한다

직장 동료들, 소셜 미디어의 친구, 가족, 스마트 가전제품에 이르기까지 일상 생활의 모든 것이 네트워크를 통한 상시 연결성에 점점 더 많이 의존하게 됨에 따라 원활한 연결성에 대한 열망이 자동차 인포테인먼트 시스템의 변화를 주도하고 있다. 애널리스트들의 전망에 따르면 최신의 디지털 라이프스타일에 적합하면서도 스타일리쉬하고 운전자의 주의를 떨어뜨리지 않는 새롭고 개선된 차동차내 기기 수요가 늘어남에 따라 인포테인먼트 시스템 시장은 2020년까지 미화 350억 달러 이상 성장 가능 할 것으로 보인다. 설계의 관점에서 본다면 인포테인먼트 기기는 점점 더 복잡해지고 있다. 간단한 DIN 규격 크기의 라디오/CD 플레이어를 사용하던 시절은 이미 끝났지만 인터넷 접속, 스마트폰 연결, 보조 관성 항법 센싱을 통한 위성 항법, 카메라 피드, 그래픽 터치 스크린, 운전자 이외의 다른 탑승자를 위한 멀티 디스플레이 출력 등 여러 가지 추가 기능들을 하나로 통합 지원하는 기기 안에 여전히 이러한 기존

1차측 조정 플라이백 컨버터의 평균 모델 구축

그림 26 온세미컨덕터의 NCP1365를 사용하는 PSR 기판을 조립했다. 5 V 및 출력 전류 최대 2 A까지 공급한다.

글. 얀 바게떼 (Yahn Vaguette), 온세미컨덕터   AC 분석에 관한 자료들은 업계에서 인기있는 TL431과 같은 션트 조정기와 관련된 옵토커플러를 포함하는 고전적인 플라이백 토폴로지에 관한 문헌에 잘 나와 있다. 그러나 스마트폰과 다른 태블릿, 어댑터 시장을 지나 이제는 여행용 어댑터 시장이 출현함에 따라 메인에 연결되는 이 “블랙 박스”의 크기와 비용이 줄어들기 시작했다. 이러한 추세에 어떻게 부응해야 하는가? 한 가지 방법은 피드백 체인을 단순화시키고 1차측 조정 형태의 구조를 채택하는 것이다. 1차측 권선을 통한 조정 원리가 잘 알려져 있지만, 전반적인 정확도의 향상 및 실제로 측정하지 않고 출력 전류를 제어할 수 있는 능력과 같은 몇 가지 개선 사항이 최근 업계에 도입되었다. 이러한 1차측 조정 (PSR) 컨트롤러는 현재 다양한 애플리케이션에서 사용되며 기존의 옵토커플러 기반 설계와 경쟁 중이다. 그렇지만 PSR 토폴로지 관련 문헌에서는 이에 따른 보상 이슈를 전혀 다루지

동기식 벅 컨버터에서 게이트 드라이버 강도에 따른 영향

그림 3: 게이트 드라이버 강도에 따른 효율 비교

동기식 벅 컨버터에서 위상 노드 VPH의 피크 전압은 컨버터 신뢰성을 좌우하는 중요한 사양 중 하나이다. 대개 개발자들은 위상 노드 링잉을 MOSFET 데이터 시트의 절대 최대 정격의 85%~90%가 되도록 한다. 회로가 넓은 주변 온도 범위(-40°C~+85°C)에서 안전하게 동작해야 하기 때문에 컨버터의 장기적 신뢰성을 위해서 이 정도의 마진은 필요하다. 드라이버 측에서 위상 노드 링잉에 기여하는 주된 요인은 상단 MOSFET FETUPPER의 턴온 시의 게이트 드라이버 강도이다. 각기 다른 게이트 드라이버 저항값을 사용해서 컨버터에 미치는 영향을 살펴보자. 그림 1은 상단 MOSFET 게이트 드라이버 부분을 포함한 동기식 벅 컨버터를 보여준다. FETUPPER를 작동시키기 위해서는 전하가 필요하다. 이 전하는 부트 커패시터인 CBOOT로부터 제공된다. 충전 경로는 CBOOT에서 시작해서 RBOOT, 풀업 드라이버 P-MOSFET(DUP), FETUPPER 입력 커패시터를 거쳐서, 다시 CBOOT로 돌아온다.   비교를 쉽게 하기 위해서 편의상, RBOOT는 단락이고 MOSFET DUP가 FETUPPER 턴온 시에 선형적

볼륨 시장 요구사항을 충족하는 MEMS 마이크 기술

그림 3. 마이크 전문가들이 선택한 최적의 MEMS 마이크 키트

글. 마사히토 카나야 (Masahito Kanaya), 제품 마케터, 온세미컨덕터   스마트 폰 및 태블릿 기기를 사용하는 사용자들은 계속해서 자신의 제품을 새로운 방식으로 사용할 수 있기 원하면서도 고성능의 작동도 기대하는데 온보드 오디오 기능이 이러한 대표적인 예이다. 사람들은 모임, 음악 공연을 녹화하면서 정확하고 생생한 재생을 기대하거나 야외 활동이나 이동시에도 잡음 없이 고품질의 음성 통화를 하기 원한다. 마이크를 통한 녹음을 할 때에도 당연하게 고음질을 기대한다. 이러한 트랜드에 부응하기 위해서는 고성능 마이크의 사용이 필요한데 일부 스마트 폰은 비디오 모드에서 잡음 제거 또는 3D 사운드 기능을 제공하고 있다. 게다가, 사용자의 목소리에 반응하는 지능형 디지털 보조 장치의 출현으로 인해 사용자가 컴퓨터와 상호 작용하는 방식이 변화되어 향후 웨어러블 및 IoT 기기와 같은 고성능 오디오 시스템 구축이 가능하게 되었다. 이에 따라 휴대용 기기에 사용하기 적합한 소형의 고성능 하이파이를 제공하는 MEMS(초소형 정밀 기계 체계)

ADAS 애플리케이션에서 이더넷과 SerDes 비교

그림 1 케이블 비교

이더넷은 유비쿼터스, 툴, 모듈성, IP 지원 등의 이유로 커넥티드 카를 위한 차량 내 네트워크 기술로 각광을 받고 있으며, 현재 자동차에서 UTP(unshielded twisted pair) 케이블 보다 더 많이 사용되고 있다. 몇몇 인포테인먼트 디스플레이와 카메라 기반 ADAS(advanced driver assistance system) 애플리케이션에서는 기술력이 입증된 이더넷이 사용되고 있지만, SerDes(시리얼라이저/디시리얼라이저) 아키텍처(LVDS와는 다름)가 일반적으로 좀더 간단하고 우수한 화질을 제공하며 상대적으로 저렴하다. 본 글에서는 4카메라 서라운드 뷰 애플리케이션을 이용해 이러한 두 기술을 세부적으로 비교해 볼 것이다.   케이블 어셈블리 이더넷의 주요 장점은 저렴한 케이블 비용이다. UTP 케이블은 일반적으로 비용이 높은 STP(shielded twisted pair) 케이블과 비교된다. 그러나 이는 잘못된 비교이다. 여러 SerDes 칩셋 역시 저렴한 동축 케이블을 사용하기 때문에, 자동차에 사용된 꼬임 비율이 제어된 UTP 케이블 못지 않게 비용이 저렴하다. 따라서 UTP와 동축 케이블을 비교하는 것이 좀 더 정확하다 (그림 1).   전자파 적합성(EMC)은 자동차

헬스&피트니스를 위한 바이오패치: 저전력 설계가 필요한 이유

그림 3. RF 듀티사이클 함수로 모의실험한 배터리 수명

바이오패치 솔루션은 헬스피트니스 시장을 혁신하여 임상환경과 원격환경 모두에서 새로운 보건관리 방식을 창출하고 있다. 웨어러블 센서는 임상환경에서 환자에게 안전과 편의를 제공함으로써 개인이 일상생활 중에도 장기적 진단 모니터링을 가능하게 해준다. 운동선수의 경우, 바이오패치는 동작과 빛 같은 인공 잡음에 영향을 받은 대역의 대안이 될 수 있다. 바이오패치의 작고 절제된 폼 팩터 요건을 감안했을 때, 시스템 수명을 늘리는데 전력효율의 최적화가 무엇보다 중요하다. 바이오패치 솔루션은 몸에 입는 센서로, 환자나 운동선수에게 유선 허브를 연결하지 않고도 생리학, 인지적 매개변수를 연속적, 반연속적으로 모니터링 할 수 있게 해준다. 신체 상태로도, 개인의 심리상태와 관련된 인지 기능으로도 생리적 상태를 조절할 수 있다. 피부 전기 활동은 신경계 활동을 감지하는 지표이다. 신경말단은 생리활동을 조절하여 땀샘 자극과 같은 결과를 내놓을 수 있다. 이러한 자극은 피부 전도율의 변화로 이어져 물리적 센서에 의해 감지될 수 있다. 생리기능과

임피던스 트랙 배터리 게이지를 탑재한 배터리 백업 시스템의 개선된 LiFePO4 셀 밸런싱

그림 1. 리튬 기반 배터리 셀의 전압 밀도 지도

텍사스 인스트루먼트(TI)의 임피던스 트랙(Impedance Track)™ 배터리 게이지 기술은 시간에 따른 배터리 용량과 임피던스를 파악하여 정확한 SOC(state of charge)와 남은 용량을 계산하는 독점 알고리즘이다. 자체 방전을 보충하기 위해 며칠 간격으로 짧게 충전이 일어나고 완전 충전은 드물게 일어나 배터리 백업 애플리케이션을 다룰 때에는 반드시 이해해야 할 특별한 조건들이 있다. 리튬인산철(LiFePO4) 셀을 사용할 때에는 게이지의 밸런싱 기능을 반드시 억제하거나, 강화된 펌웨어를 사용해야 한다. 본고는 TI가 특별히 개발한 bq20z45-R1 가스 게이지용 펌웨어에 대한 정보를 제공하고 있다. 이 펌웨어는 데이터-플래시 파라미터를 프로그래밍 할 수 있도록 해주기 때문에 배터리 사이클링이 뛰어나고 최적의 밸런싱 결과를 얻을 수 있다. 또한 정상 작동을 위해 밸런싱을 억제하고 오프라인으로 셀 밸런싱을 달성하는데 필요한 가이드라인도 제시하고 있다. 그림 1은, TI가 약 10년에 걸쳐 분석한 모든 리튬 기반 셀에서 싱글-셀 OCV(open circuit voltage)와 DOD(depth of

더 빠르고 효율적인 배터리 충전을 위한 동적 전원 관리

그림 2. 입력 전압에 기반한 DPM

태블릿이나 스마트폰 같은 첨단 휴대형 기기의 사용이 빠르게 늘어남에 따라서 배터리 작동 시스템의 성능 향상을 위한 새로운 과제들이 제기되고 있다. 배터리 관리 시스템은 각기 다른 다양한 어댑터 및 배터리 소재를 지원하도록 지능적이어야 할 뿐만 아니라 고효율로 빠르게 충전이 가능하도록 해야 한다. 또한 향상된 사용자 경험을 위해 빠른 시스템 턴온(turn-on), 배터리 사용 시간 연장, 빠른 충전 등이 이루어져야 한다. 본고에서는 동적 전원 관리(dynamic power management: DPM)를 적용하여 신속한 배터리 충전과 배터리 충전 성능을 향상시키는 것에 대해서 설명한다. 동적 전원 관리는 시스템 충돌을 방지하고 어댑터로부터 이용할 수 있는 전원을 극대화한다. 동적 전원 관리는 입력 전류 또는 전압을 기반으로 할 수 있으며, 동적 전원 관리와 함께 배터리 보충 모드를 결합할 수 있다. 또한 이 글에서는 배터리 사용 시간을 연장하기 위한 주요 설계 고려사항들에