실리콘랩스, 절연 게이트 드라이버 출시-아이씨엔매거진

신제품 Si827x ISOdriver 제품군, 업계 최고 잡음 내성력 제공
전원공급장치, 태양광 인버터, EV/HEV 충전기에 사용

실리콘랩스(Silicon Labs, 지사장 백운달)는 최첨단 전원공급장치 설계에 중요한 요건을 충족시키는 절연 게이트 드라이버 신제품을 출시했다고 밝혔다. 실리콘랩스의 검증된 디지털 절연 기술을 기반으로 한 이번 신제품 Si827x ISOdriver 제품군은 상용화된 게이트 드라이버 중 가장 높은 잡음 내성을 제공한다. 업계 선도적인 CMTI(Common Mode Transient Immunity)을 갖춘 Si827x 드라이버는 고속 스위칭을 하는, 잠재적으로 잡음이 많이 발생할 수 있는 전원 공급장치 시스템에 이상적으로 사용할 수 있다. 이 제품군은 서버, 컴퓨터 및 기지국의 전원 공급 장치뿐만 아니라, 태양 인버터 및 마이크로인터버, 클래스 D 증폭기, 모터 컨트롤러, 전기차/하이브리드 전기차(EV/HEV)를 위한 충전기에도 사용할 수 있다.

전원 공급장치를 설계하는 사람들에게 무엇보다 우선시 되어 고려되는 설계기준은 단위 부피 당의 전력(W/mm3)이다. 전력 밀도를 극대화로 하기 위하여, 수많은 설계자들이 변조에 더 높은 스위칭 주파수를 선택한다.

전원 공급 시스템은 실리콘 기반의 MOSFET과 새로운 GaN(gallium nitride) 및 SiC기반의 MOSFET과 같은 고전력 반도체 스위치를 사용하며, 이러한 스위치를 제어하기 위해서는 고전류 절연 드라이버가 요구된다. 고속 스위칭은 시스템 효율을 향상시키지만 더 많은 잡음을 만들어 내어 신호 손실이나 래치업으로 인한 영구적인 손상을 가져 올 수 있다. Si827x 게이트 드라이버는 고속 스위칭으로 유발되는 이러한 잡음에 대한 뛰어난 내성을 제공함으로써 전원 시스템을 보호한다.

Si827x 게이트 드라이버는 오늘날 상용화된 다른 게이트 드라이버의 내성 등급보다 2배 이상 높은 업계 선도적인 잡음 내성(200 kV/µs)과 래치업 내성(400 kV/µs)을 제공한다. 업계 선도적인 고성능의 잡음 내성을 갖춘 Si827x 제품군은 더 빠른 스위칭 속도로 인하여 기인하는 위험을 제거하고, 안전에 대한 주요 고려사항일 수 있는 래치업과 변조 손실을 방지한다. Si827x 제품군의 매우 높은 래치업 사양은 게이트 드라이버를 매우 강건하게 하고, 영구적인 래치업 손상을 방지한다.

Si827x 제품군은 전력 컨버터 애플리케이션을 위하여 2개의 독립적인 입력 또는 단일 입력을 갖춘 단일 또는 듀얼 방식의 절연 드라이버의 선택이 가능하다. 이 드라이버는 넓은 범위의 2.5 – 5.5 V 입력 VDD 및 최대 30 V의 드라이브 전원 전압을 지원한다. 낮은 2.5 V 의 VDDI 전압은 개발자의 저전압 전원 공급장치를 갖춘 시스템 설계를 가능하게 하여, 전력을 더 적게 소모하고, 시스템 효율성을 향상시키면서, 실리콘랩스의 EFM32 게코(Gecko) MCU와 같은 저전력 마이크로컨트롤러와 호환될 수 있도록 한다.

Si827x 게이트 드라이버는 전형적으로 사용되는 DIS(active low) 핀 대신에 EN(active high enable) 핀을 가지고 있고, UVLO(under-voltage lockout) 폴트 방지, 잡음이 있는 입력을 걸러내는 디글리치(de-glitch) 기능, 매우 정밀한 데드타임(DT 핀) 조절 기능을 제공한다. 이러한 DT 기능을 사용할 경우, 개발자는 전력 시스템의 효율과 안전을 극대화하기 위해 2개의 스위칭 드라이버 간 “데드 타임(dead time)”을 정밀하게 조절할 수 있다.

실리콘랩스의 로스 사볼시크(Ross Sabolcik) 파워 제품 담당 부사장은 “실리콘랩스의 새로운 Si827x 게이트 드라이버 제품군은 고객사의 실제 문제를 해결하여, 뛰어난 타이밍 스펙으로 고속 스위칭 및 저전력 2.5V 동작을 안전하게 실현시킨다”면서 “Si827x 게이트 드라이버가 제공하는 업계 최상의 잡음 내성을 통해 개발자는 빠른 스위칭 MOSFET 또는 더 빠른 GaN 및 SiC 스위치를 사용하여 전원공급장치 시스템을 안전하게 설계할 수 있으며, 이를 통해 전체 시스템 효율을 획기적으로 향상시키면서 신뢰성을 증대시킬 수 있다”고 말했다.