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고집적, 고효율 절연 전력 변환기용 차세대 디지털 전력 컨트롤러

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ADI_ADP1051_디지털 전력 컨트롤러

아나로그디바이스는 병렬/예비(parallel/redundant) 동작 방식을 지원하는 초소형, 고집적 절연 DC/DC 전력 공급 시스템을 겨냥하여 PMBus™ 인터페이스를 채택한 첨단 디지털 파워 컨트롤러 ADP1051을 발표했다.

 

ADP1051은 여섯 가지 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 논리 출력을 갖춘 다목적 디지털 컨트롤러로, 사용하기 쉬운 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)를 기반으로 한 PMBus 인터페이스로 프로그래밍되는 것이 특징이다.

ADP1051을 사용하면 이차 동기 정류기(secondary synchronous rectifier)의 풀 브리지 능동 클램프 포워드(full bridge and active clamp forward) 방식을 포함하여, 정확한 구동 타이밍과 제어 기능을 갖춘 높은 에너지 효율 토폴로지(topology)가 가능하다. 부하 범위에 대한 효율을 개선하기 위한 적응형 데드 타임 보상(adaptive dead-time compensation) 기능과, 시스템 저전력 대기 손실을 줄이기 위해 기기 저전력 소비(<100mW) 기능을 겸비한 프로그래머블 경부하 모드 동작 기능을 활용하면 에너지 효율을 더욱 최적화할 수 있다.

ADP1051은 입출력 전력 측정치를 정확히 판독하고 에너지 효율을 최적화하기 위해 최종 사용자가 지능형 시스템 관리를 위한 의사 결정을 내릴 수 있도록 하는 등의 광범위한PMBus 명령어 집합을 구현한다. ADP1051은 4 x 4 mm의 소형 LFCSP 패키지를 사용해 고밀도, 초소형 절연 DC/DC 전력 모듈이나, 일반적으로 전력 소모가 100W 이상인 네트워킹, 통신, 산업 애플리케이션용 임베디드 설계에 이상적이다.

 

100W 이상 네트워킹, 통신, 산업 애플리케이션용 임베디드 설계에 최적

 

ADP1051 전력 컨트롤러는 사용자가 신뢰도 높은 내부 EEPROM 메모리에 설정을 설계하고 저장할 수 있도록 하는 직관적인 GUI 인터페이스를 활용해 쉽게 프로그래밍될 수 있다. ADP1051은 더 큰 전류 스케일링 활용을 필요로 하는 사용자에게 병렬/예비 동작 방식을 갖춘 강력한 시스템 구현을 가능케 하는 여러 기능을 제공한다. ADP1051은 또한 마스터/슬레이브 동기화, 역전류 보호, 프리 바이어스 시동, 전력 공급간의 정확한 패시브/드룹 전류 분배(passive/droop current sharing), 병렬 조작 모드에서 전력 공급 오류를 확인하고 안전하게 차단하는 기능 등을 제공한다.

또한 ADP1051 디지털 컨트롤러는, 절연 전력 시스템에서는ADI의 MOSFET 드라이버와 ADI의 iCoupler® 디지털 절연기, AC/DC 시스템에서는 ADP1047, ADP1048 역률 보정(Power Factor Correction, PFC) 디지털 컨트롤러를 통해 보완이 가능하다. 이 기기들을 사용하면 에너지 효율을 높이는 지능형 전력 관리를 쉽게 구현할 수 있다.

아나로그 디바이스

www.analog.com

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스마트공장

TI 데이터 컨버터, 산업 및 통신 애플리케이션에서 시스템 풋프린트 절감

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TI(텍사스인스트루먼트)이 새롭게 가장 작은 4개의 초소형 정밀 데이터 컨버터 IC 제품을 출시한다고 밝혔다. 이들 새로운 데이터 컨버터를 사용함으로써 개발자들은 기능 집적도는 높이면서 시스템 보드 공간은 줄일 수 있다. 신제품 DAC80508과 DAC70508은 8채널 정밀 디지털-아날로그 컨버터(DAC)로 각각 16bit 및 14bit 분해능을 제공한다. 또한, ADS122C04와 ADS122U04는 24bit 정밀 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 각각 2와이어 I2C 호환 인터페이스 및 2와이어 UART 호환 인터페이스를 제공한다.

정밀 ADC 및 DAC 포트폴리오에 새롭게 추가된 이들 신제품은 산업용, 통신, 개인용 전자기기를 비롯한 작은 크기로 높은 성능을 요구하거나 비용에 민감한 다양한 애플리케이션에 적합하다. 예를 들어 광학 모듈, 필드 트랜스미터, 배터리 구동 시스템, 빌딩 자동화 및 웨어러블 등이 있다.

DAC80508과 DAC70508: 컴팩트한 크기로 고성능 달성

· 시스템 크기 축소: 두 DAC 제품은 2.5V 5ppm/°C 내부 레퍼런스를 통합함으로써 외부 정밀 레퍼런스를 필요로 하지 않는다. 2.4mm x 2.4mm DSBGA 패키지 및 WCSP와 3mm x 3mm QFN-16 패키지로 제공되어 경쟁 제품보다 최대 36% 더 작다. 이들 DAC 제품을 사용하면 높은 성능과 작은 크기 간의 절충이 필요하지 않아 최상의 시스템 정확도를 달성하고 보드 크기를 줄이거나 채널 밀도를 높일 수 있다.

· 최대의 시스템 정확도와 높은 신뢰성: DAC80508과 DAC70508은 컴팩트한 크기뿐만 아니라, 진정한 1 LSB(least significant bit) INL(integral nonlinearity)을 특징으로 하여 16bit 및 14bit 분해능으로 최대의 정확도를 달성한다. 경쟁 제품과 비교해서 최대 66%까지 선형성이 더 우수하다. 또한 -40°C~+125°C 확장 온도 범위로 동작하고, CRC(cyclic redundancy check) 기능을 제공하여 시스템 신뢰도를 높인다.

ADS122C04와 ADS122U04: 시스템 크기 축소 및 고성능 달성

· 풋프린트 최소화: 이들 초소형 24bit 정밀 ADC 제품은 3mm x 3mm WQFN-16 및 5mm x 4.4mm TSSOP-16 패키지로 제공된다. 이들 제품은 2와이어 인터페이스를 채택하여 표준 SPI(serial peripheral interface)보다 더 적은 디지털 절연 채널을 필요로 하기 때문에 절연 시스템의 전체 비용을 절감할 수 있다. 또한 이들 정밀 ADC는 유연한 입력 멀티플렉서, 저잡음 프로그래머블 이득 증폭기, 2개 프로그래머블 여자 전류원, 오실레이터 및 정밀 온도 센서를 통합함으로써 외부 회로를 줄일 수 있다.

· 성능 향상: 두 제품 모두 내부적으로 드리프트가 낮은 2.048V 5ppm/°C 레퍼런스를 통합하고 있다. 또한 2% 정확도의 오실레이터를 내부에 통합하여 전력선 사이클 잡음 제거를 향상시킴으로써 잡음이 심한 환경에서 더 높은 정확도를 구현하도록 한다. 1부터 128까지 이득이 가능하고 잡음이 100nV로 낮으므로 하나의 ADC를 사용해서 소신호 센서와 넓은 입력 범위를 모두 측정할 수 있다. 이들 제품군은 핀-대-핀으로 호환 가능한 16bit 제품들을 제공하는 이들 제품군은 성능 확장 또는 축소를 통해 개발자들이 원하는 시스템 요구 사항을 충족시킬 수 있는 유연성을 제공한다.

설계를 돕기 위한 툴 및 지원

· DAC80508 평가 모듈, ADS122C04 평가 모듈 및 ADS122U04 평가 모듈을 제공하여 새로운 데이터 컨버터 제품을 평가할 수 있다. 이들 평가 모듈은 TI store와 공인 대리점에서 99달러에 구입할 수 있다.

· DAC80508은 정밀하게 제어된 전류를 필요로 하는 레이저 다이오드 애플리케이션을 위한 레퍼런스 디자인과 ADS122C04와 ADS122U04는 냉난방 계량기용 고정밀 온도 측정 레퍼런스 디자인을 활용하여 개발 작업을 빠르게 할 수 있다.

· DACx0508 IBIS 모델, ADS122C04 IBIS 모델, ADS122U04 IBIS 모델을 사용해서 설계를 시뮬레이션하고 이들 데이터 컨버터 회로 동작을 예측을 할 수 있다.

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스마트물류

ABB Ability에 기반한 B&R 클라우드 어플리케이션

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BnR ABB safety collabo

Asset Performance Monitor는 산업 간의 디지털 솔루션을 제공하는ABB의 ABB Ability™를 기반으로 한B&R의 첫번째 클라우드 어플리케이션이다. OEM 업체들은 현장에 있는 모든 기계의 상태를 확인하고 잠재된 개선 사항을 파악하여 서비스 운영을 한 단계 끌어올린다. 그리고 새로운 비즈니스 모델을 구상하여 수익을 창출하게 된다.

Asset Performance Monitor는 24시간 1년 365일 생산 속도, 에너지 소비 및 온도에 대한 데이터를 제공한다. 사용자는 필요한 정보를 정의할 수 있으며, 어플리케이션은 설비종합효율 (Overall Equipment Effectiveness)과 같은 핵심성과지표 (Key Performance Indicators)를 자동으로 계산하여 개선할 기회를 제공한다. Asset Performance Monitor는 데이터를 준비하고 명확하게 구성된 대시보드에 표시한다. 그러면 OEM 업체들은 이 데이터를 사용하여 기계를 목적에 맞게 업그레이드 시킴으로써 고객에게 한 단계 위의 서비스를 제공할 수 있다.

BnR ABB safety collabo

클라우드 어플리케이션은 24시간 1년 365일 기계 데이터를 수집하여 명확하게 구성된 대시보드에 표시한다.

기계 또는 생산 라인으로부터 데이터를 수집하기 위해 현장에 엣지 디바이스가 설치된다. 엣지 디바이스는 OPC UA를 통해 기계 컨트롤러로부터 데이터를 받아 MQTT 프로토콜을 사용하여 클라우드로 전달한다. 엣지 디바이스는 ABB Ability 클라우드에 자동으로 연결되고 필요한 소프트웨어를 설치한다. 사용자 이름과 암호로 로그인하기만 하면 OEM 업체들은 Asset Performance Monitor에서 제공하는 모든 기능에 액세스할 수 있다.

B&R 클라우드 어플리케이션은 ABB Ability에서 실행되고 이것은 최신 보안 표준 및 전송 프로토콜을 통해 보안 및 데이터의 완전성을 보장한다. Microsoft Azure Infrastructure는 향후 인공지능 및 머신러닝을 수행하는 클라우드 어플리케이션의 사전 요구 사항을 모두 충족하는 전 세계 ABB Ability 서비스에 안정적으로 액세스할 수 있도록 보장한다.

 

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신제품

ST마이크로일렉트로닉스, 초저전력 마이크로컨트롤러 엔트리 제품 출시

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Ultra low power MCU

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 자사의 STM32L0 시리즈에 저비용의 엔트리 제품인 STM32L0x0 밸류 라인 마이크로컨트롤러(MCU)를 새롭게 추가했다고 밝혔다. 이 제품군은 비용 및 크기나 전력 제약 조건을 해결해야 하는 설계자들을 위해 Arm® Cortex®-M0+ 코어 기반의 효율적인 32비트 성능과 초저전력 기술을 제공한다.

최대 128kbyte의 플래시 메모리와 20KByte SRAM 및 512Byte 트루 임베디드 EEPROM을 내장한 STM32L0x0 MCU는 외부 부품을 줄임으로써 보드 공간과 재료비용을 절감한다.

Ultra low power MCU

ST의 전력절감 저누설 프로세스 기술과 저전력 UART, 저전력 타이머, 41µA 10ksample/s ADC, 절전모드에서 5µs의 웨이크업 기능을 갖춘 이 디바이스로 에너지 관리 목표를 아주 높은 수준까지 달성할 수 있다. 설계자는 이 디바이스를 사용하여 제품의 기능에 영향을 주지 않고 배터리 수명을 늘리고 무선 이동성을 향상시킬 수 있으며, RTC 및 RAM 보존 상태에서 매우 낮은 670nA의 파워-다운 전류를 활용함으로써 스마트 계량기나 IoT 센서와 같은 기기의 배터리 수명을 최대 10년까지 유지할 수 있다.

이 경제적인 새로운 밸류 라인 디바이스를 지원하는 개발 에코시스템을 활용하면 낮은 비용으로 설계를 손쉽게 시작할 수 있다. Keil MDK-ARM 프로페셔널 IDE는 STM32L0x0 디바이스를 무료로 지원하며, STM32CubeMX 컨피규레이션-코드 생성기는 전력소모 계산기를 비롯해 사용이 편리한 설계 분석 기능을 제공한다. 또한 HAL(Hardware Abstraction Layer) 라이브러리를 지원하는 호환 가능한 누클레오-64(Nucleo-64) 개발 보드(NUCLEO-L010RB)가 이미 공급 되고 있어 프로젝트를 신속하게 시작할 수 있다.

ST에 따르면, 새로운 STM32L0x0 밸류 라인 MCU는 “피트니스 트래커, 컴퓨터나 게임 액세서리, 리모콘과 같이 비용에 민감하고 공간 제약이 있는 컨슈머 기기뿐만 아니라 개인용 의료기기 및 산업용 센서와 빌딩 제어, 기상관측, 스마트 잠금 장치, 연기 감지기, 화재경보 등의 IoT 기기에도 이상적”이다.

STM32L0x0 밸류 라인은 16Kbyte, 64Kbyte, 128Kbyte 플래시 메모리와 128Byte, 256Byte, 512Byte EEPROM 및 다양한 패키지 옵션을 선택할 수 있는 6개의 새로운 제품으로 구성된다. 또한 다양한 코어 성능과 통합 기능을 제공하는 800개 이상의 모든 STM32 제품군과 핀 호환이 가능하기 때문에 기존에 투자한 코드, 문서, 툴들을 자유롭게 활용할 수 있도록 설계 유연성 및 확장성을 제공한다. 보다 자세한 정보는 www.st.com/stm32l0vl에서 확인할 수 있다.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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