아나로그디바이스 정밀 전력 변환 플랫폼, 태양 에너지 비용 절감 방안 제시

ADSP-CM41x 제품군, 시스템 설계의 비약적 간소화, 비용 절감은 물론 태양열, 에너지 스토리지 및 전기차 인프라 효율성 향상

신호 처리 어플리케이션용 고성능 반도체 분야 글로벌 선도 기업인 아나로그디바이스(www.analog.com)는 혁신적인 혼합 신호 제어 프로세서 제품군을 탑재한 획기적인 전력 변환 플랫폼을 추가 출시했다고 밝혔다.

ADSP-CM41x 제품군은 시스템 설계를 비약적으로 간소화하고, 비용을 절감하는 것은 물론 태양열, 에너지 스토리지 및 전기차 인프라의 효율성을 향상시키기 위해 고안되었다. 태양 전지 패널 및 배터리 시스템의 가격이 최근 몇 년간 크게 낮아짐에 따라 태양 에너지 효율의 제 3물결을 도래시킬 수 있는 새로운 인버터 기술이 필요하게 되었다. 이에 파괴적 기술(Disruptive Technology) 기반의 새로운 인버터 설계는 크기, 무게 및 비용 감소 측면에서 진보를 이루어냈지만, 이러한 설계가 지닌 잠재력이 충분히 발휘될 수 있도록 하려면 디지털 처리(digital processing)에서도 더욱 비약적인 발전을 필요로 한다.

새롭게 출시된 ADSP-CM41x 제어 프로세서는 태양 에너지 및 최근 부상하는 기타 에너지 어플리케이션에 특화된 타의 추종을 불허하는 하드웨어 통합 수준을 바탕으로 전력 변환 설계에 혁신을 가져다 준다. 또한, ADSP-CM41x 제어 프로세서는 복잡한 외부 회로의 필요성을 경감시켜 설계 시간 단축, 비용 절감, 안전성 향상을 제공하는 한편, 최신 인버터 설계의 영향을 극대화하는 데 필요한 정밀 이득값 수준 등을 달성한다.

아나로그디바이스의 산업 자동화, 에너지 및 센서 부문 부사장 마크 마틴(Mark Martin)은 “지속가능한 에너지의 비용을 줄이는 것이 업계가 직면한 가장 1차적인 도전 과제” 라고 말하고, “ADSP-CM41x를 통해 아나로그디바이스는 전력 변환기 설계의 근본적인 장애를 극복함으로써 고객들이 이러한 도전 과제를 해결할 수 있도록 돕고 있다”고 밝혔다. 또한 “컨트롤러의 독특한 아키텍처와 성능 수준이 혁신적인 인버터 솔루션 개발의 열쇠”라고 덧붙였다.

ADSP-CM41x 설계의 핵심은 혁신적인 ‘듀얼 독립형 코어(dual independence core)’를 기반으로 한 안전성이며, 이를 바탕으로 예비 안전 시스템(safety redundancy)과 여러 기능을 하나의 칩에 통합할 수 있다. 이러한 최초의 아키텍처를 사용하면 현재 표준인 외부 감시 요소(external supervisory element)가 필요 없어지기 때문에 개발 시간 및 시스템 비용을 상당히 절약할 수 있다. 마찬가지로 중요한 점은 프로세서 코어로부터 부하를 줄이고(offload work) 핵심 기능에 필요한 처리 능력을 향상시키도록 설계된 최적화된 하드웨어 가속기가 온-보드 통합되었다는 것이다. 이외에도 장치의 온-보드 아크 결함 검출 기능 덕분에 설계가 간소화되고, 지능적 의사 결정 기능으로 안정성이 향상되어 타당도와 정확성이 높아진다.

최근 출시된 ADSP-CM40x 전력 변환 제품군이 업계 최고 수준의 성능을 구현해낸 데 이어, ADSP-CM41x는 ARM 코어 프로세싱과 아날로그 정밀 부분에서 새로운 벤치마크(benchmark)를 확립한다. 특별히, ADSP-CM41x series는 전력 변환 플랫폼을 구성하는 다른 많은 필수 부품들과 추가적인 회로 구성없이(seamlessly) 연결할 수 있는 특징을 갖고 있다. 예를 들어서, 절연 상태에서 전류를 측정 해야 하는 경우, 기존의 크고, 비싼 sensor module 대신에 보다 정밀한 측정을 보장하면서도 작고, 저렴한 AD740x sigma delta 기반의 AD converter를 고려할 수 있다. 이때, 필요한 SINC filter(또는 CIC filter)라고도 하는 decimation filter가 주변 장치로 제공되므로 추가적인 회로 구성 필요 없이 바로 연결하여 사용할 수 있다. 또한, system 효율을 보다 향상 시키기 위해서는 보다 빠른 switching 속도를 갖는 절연 gate drivers가 필요하게 된다. 이때, ADI의 iCoupler 기술을 바탕으로 한 ADuM4135및 관련 AduM413x series 절연 gate driver들을 고려할 수 있는데, 이들을 제어하기 위한 고 해상도의 dead time 조정이 가능한 PWM port를 주변 장치로 제공한다.