보통 자동차용 BLDC 드라이브 솔루션을 개발하는데 통상 13-15개의 부품들이 소요된다. 자동차의 ADAS 기능이 확장되고 전자기기들이 추가로 장착되면서 더 많은 구동용 드라이브 시스템들이 요구되고 있어, 자동차에서의 공간제약과 무게에 따른 연비의 확보가 중요한 문제가 되어 왔다.
자동차에서의 BLDC(브러시리스 DC모터) 드라이브 시스템 구성에서의 소요부품을 줄이고, 방열성능을 확장해 히트싱크 크기를 줄이는 등 보드공간을 최소화하는 것이 하나의 솔루션으로 등장했다.
온세미컨덕터(www.onsemi.com)는 이러한 요구를 그대로 실현한 자동차 파워 모듈인 STK984-190-E를 출시해 자동차용 파워 집적 모듈(Power Integrated modules:PIMs) 제품군을 확대함으로써, 소요부품을 절반으로 줄이고 히트싱크를 축소하는 것이 가능해 졌다고 밝혔다.
최신의 자동차 모델에서 3상 브러쉬리스 모터(BLDC)를 구동하도록 최적화된 이 모듈은 40V, 30A의 상위 역 배터리 보호 MOSFET를 추가해 3상 브릿지로 배열된 총 6개의 40V, 30A MOSFET을 포함하고 있다. 이 MOSFET은 직접 본드 구리(DBC) 기판에 실장되어 우수한 방열 성능을 제공하는 컴팩트한 모듈로 구현돼 기존의 동일한 소자들이 차지하던 보드 공간의 반을 줄여준다.
온세미컨덕터의 시스템 솔루션 그룹 총괄 담당 매니저인 크리스 체이(Chris Chey)는 ”BLDC 드라이브 솔루션을 개발에서 STK984-190-E 자동차 파워 모듈은 그 절반 이하 정도의 부품만으로도 충분하다. 크기와 무게 모두가 줄어듦에 따라 연비를 높이면서도 공간 제약의 문제를 극복해야 했던 엔지니어들의 과제들이 말끔히 해소되었다”고 말했다.
이 모듈은 전기 펌프 및 팬을 비롯해 와이퍼 등 최고 300W의 파워 정격 이내의 자동차 내 12V 전기 모터 구동에 적합하다. LV8907UW 와 같은 모터 컨트롤러와 함께 사용되는 고효율의 BLDC 솔루션은 설계 엔지니어들에게 크기와 무게 모두를 많이 줄여주는 초소형 PCB 를 내장해 최고의 방열 성능을 보장한다.
DBC 기판은 열 저항을 줄여주어 MOSFET의 동작 온도를 낮춰주게 된다. 이를 통해 파워 손실이 적어지므로 열 싸이클링에 따른 온도의 변화폭도 줄어든다. 직접 본드 구리 기판을 사용함으로써 절연 효과도 개선된다. STK984-190-E는 -40°C 에서 150°C의 동작 온도를 가지며 여기에 내장된 MOSFET은 모두 AEC-Q101의 기준을 충족시킨다.
아이씨엔 매거진 오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr
