자동차가 BLDC 모터용 자기 위치 센서의 능력를 알아보다

가전, 산업용 및 자동차 애플리케이션을 위한 고성능 아날로그 IC의 세계적인 선도 제조 및 설계업체인 ams는 차내 시스템 제조업체인 컨티넨탈(Continental)에 자동변속기 BLDC 모터의 효율적인 동작운전을 위한 정확하고 안정적인 AS5134 각 변위 센서(무접촉 자기 위치 센서)를 제공한다.

AEC-Q100 자동차 표준을 완전히 준수하는 AS5134 모델 및 최근의 신제품인 AS5132는 고속 브러시리스 DC(BLDC) 모터용으로 최적화된 무접촉 자기 위치 센서이다. AS5134는 새로운 이중 클러치 변속기(DCT: double-clutch transmissions)용 자동 변속기 전자 제어장치의 모터 회전자 위치를 감지, 측정하여 최적화되고 효율적인 전류(轉流) 방식을 지원한다. 이 소자는 고속 회전 에서도 정확성과 신뢰성을 유지해야 한다.

DCT는 승용차용으로 사용되는 최신형 자동 기어박스이다. 일부 새로 개발된 DCT의 경우, BLDC 모터가 기어 변속 및 듀얼 클러치 제어용으로 사용되는데 하나의 DCT에 BLDC 모터가 네 개까지도 사용 가능하다.
컨티넨탈이 설계한 통합 모듈은 자속 기준 정류(field-oriented commutation)를 통해 모터를 제어하는데, 이는 각 고정자에 공급되는 입력 전류를 회전자의 각 변위를 기준으로 해서 알아내는 기법이다. 회전자의 각도를 보다 정확하게 측정하면 토크 지터가 보다 낮아지고 동작이 더욱 부드러워지며 전력 효율은 높아진다.

특히 AS5134의 고도의 정확성이 제공하는 이점은 모터의 스타트업 토크가 증가된다는 것이다. 이를 통해 모터가 최적의 동작 속도에 보다 빠르게 도달하게 되므로 에너지 소모가 줄어들게 된다.

AS5134 자기 위치 센서는 불과 22μs라는 낮은 전파 지연 – 센서의 자석으로부터 나오는 입력과 칩에서 나오는 각 변위 계산 출력 간의 지연 – 값을 가지므로 고속으로 회전하는 회전자를 매우 정확히 측정할 수 있다. AS5134는 최고 82,000rpm의 회전 속도에서 1° 단계로 각도를 측정할 수 있으며, 정확도 범위는 ±2°이다.

컨티넨탈의 자동 변속기 제어 모듈은 수리나 교환이 불가능한 완전 통합형 제품이므로 위치 센서와 같은 모듈 내 부품들의 신뢰성이 매우 중요하다. AS5134에는 ams의 모든 자기 위치 센서들과 마찬가지로 자체 개발을 통해 특허 받은 차동 입력 기술이 적용되어 있으므로 누설 자기장의 영향을 받지 않는다. 따라서 ams의 위치 센서는 차폐가 필요 없으므로 BoM 및 조립 비용을 낮게 유지하도록 돕는다.

ams의 자기 위치 센서에 적용된 무접촉 자기 감지 기술은 먼지와 기름, 이물질에 의해 오염되기 쉬운 기존의 접촉 및 광학 위치 감지식 방식들보다 본질적으로 신뢰성이 높다.

ams www.ams.com

아이씨엔 매거진 2013년 02월호