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아나로그디바이스 양성환 전무 인터뷰, 고객의 성공에 기여하는 ADI 파워 제품

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글/반도체네트워크 편집부

아나로그디바이스 양성환 전무

ADI의 파워 디바이스의 특징은 무엇인가?

ADI는 벅/부스트/벅-부스트 스위칭 레귤레이터, LDO 리니어 레귤레이터, 인덕터리스(차지펌프) DC/DC 컨버터를 비롯하여 LED 드라이버 IC, PMIC(power management IC), 배터리 관리, isoPower, µModule 레귤레이터 등 다양한 전력 반도체 제품들을 공급하고 있다.

특히 ADI의 µModule은 DC/DC 컨트롤러, 파워 트랜지스터, 입력/출력 커패시터, 보상 회로, 인덕터를 컴팩트한 표면실장형 BGA 또는 LGA 패키지에 통합한 완벽한 시스템 인 패키지(SiP) 솔루션으로서, 탁월한 사용 편의성을 제공할 뿐 아니라 시스템의 소형화를 구현할 수 있게 해준다.

POL 컨버터에 모듈화 제품이 강한 회사이다. 제품을 모듈화하는 배경이 무엇인가?

POL 레귤레이터의 모듈화를 비롯하여 전력 관련 기능을 단일한 소형 패키지에 통합하여 모듈화하면 사용자에게 전력 회로의 구현, 검증, 제조를 간소화할 수 있는 커다란 이점을 제공한다. 

µModule은 ADI의 대표적인 전력 모듈 제품으로서 스텝다운(벅), 스텝다운 및 스텝업(벅-부스트), 배터리 충전기, 절연 컨버터 및 LED 드라이버 등의 기능을 지원한다. 모든 디바이스에 사용할 수 있는 PCB 거버 파일을 갖춘 고집적 솔루션인 µModule 전력 제품은 설계 및 개발 엔지니어가 직면한 시간적, 공간적 제약을 해결하면서 우수한 효율과 신뢰성을 제공할 뿐 아니라, 일부 제품의 경우 EN 55022 Class B 표준을 준수하는 낮은 EMI 솔루션을 제공한다.

고성능 모듈 제품을 채용하는 유저측의 장점은 무엇인가?

2번 질문에서 언급한 것처럼, 전력 관련 기능을 단일한 소형 패키지에 통합하여 모듈화하면 사용자로서는 전력 회로의 구현, 검증, 제조를 크게 간소화할 수 있다.

뿐만 아니라 디스크리트 소자를 사용하는 설계 방식과 비교할 때 전원 설계의 크기를 줄임으로써 전체 시스템 차원의 크기를 소형화할 수 있고, 여러 소자들 대신 단일 모듈 제품만 사용함으로써 시스템 신뢰성도 향상시킬 수 있다.

 

SiC 파워 디바이스의 최신 제품을 소개해 주었으면 한다.

태양광 인버터, 전기 자동차(EV) 트랙션 인버터 및 충전기 시장 등을 중심으로 SiC/GaN MOSFET 채택이 점점 더 늘어나고 있다. 

ADI의 입증된 iCoupler® 절연 기술을 활용하는 동급 최고의 절연형 게이트 드라이버인 ADuM4146은 밀러 클램프를 통합한 절연형 SiC 게이트 드라이버 IC이다. 이 단일 채널 게이트 드라이버는 SiC MOSFET 구동에 최적화되어 있으며, 단극 또는 양극 작동이 가능하다. iCoupler® 기술은 입력 신호와 출력 게이트 드라이브 사이에 절연 기능을 제공한다. ADuM4146에 통합된 불포화 감지 회로는 고전압 단락 SiC 동작에 대한 보호 기능을 제공한다. 내부 블랭킹 스위치를 사용하면 더 많은 잡음 내성이 필요한 경우 외부 전류 소스를 추가할 수 있다. 2차측 저전압 록아웃(UVLO)은 일반적인 SiC 레벨에 맞게 설정된다. 통합 밀러 클램프는 밀러 효과로 인한 턴온을 방지하여 SiC의 빠른 스위칭 속도를 최대한 활용할 수 있게 해준다. 또한 ADuM4146은 업계 선도적인 공통 모드 과도 내성(CMTI) 덕분에, 이 빠른 스위칭 중에 게이트 타이밍 오류를 일으키지 않는다. 이처럼 빠른 스위칭 속도는, dV/dt 유도 슛스루 또는 타이밍 오류 없이, 전력 컨버터의 효율을 향상시킨다.

SiC/GaN 전원 스위치를 구동하려면 서로 정확하게 미세 조정된 전체 IC 에코시스템을 설계해야 한다. 즉, 스위치 설계에만 초점을 맞추는 것이 아니라, 보다 광범위한 요소들까지 설계에 고려해야 한다. 고급 아날로그 프런트 엔드(AFE)와 특정 안전 기능이 통합된 멀티코어 제어 프로세서인 ADI의 ADSP-CM419F는 SiC 애플리케이션에 필요한 제어 솔루션을 제공하며, 에너지 효율적인 절연 Σ-Δ 컨버터 AD7403는 전압 감지 기능을 포함하고 있어 설계의 소형화를 달성할 수 있게 해준다.

산업용이나 자동차용 메이커가 SiC 파워 디바이스를 채용하는 장점은 무엇인가?

SiC MOSFET은 고주파 스위칭이 요구되거나 높은 전력 밀도가 필요한 다양한 애플리케이션에서 전통적인 실리콘(Si) MOSFET보다 이점을 제공한다. 특히 SiC는 Si MOSFET보다 온저항(RDS(on))이 훨씬 더 안정적이라 더 높은 밀도로 설계가 가능하고 필요한 냉각도 줄일 수 있다. 이러한 특성은 자동차 애플리케이션에서 Si 기반 제품과 비교할 때 전기차의 주행거리를 더 늘릴 뿐 아니라, 배터리 충전 속도도 더욱 고속화하는 이점을 제공한다.

경쟁사의 SiC 파워 제품과 비교했을 때의 장점은 무엇인가?

SiC FET는 동작 전압이 꽤 높아 게이트쪽을 제어하는데 많은 주의가 필요하다. 첫째, 절연을 어떻게 할 것이며, 얼마나 견고하게 만들 것인가를 고려해야 한다. ADI는 고객사의 요구사항을 만족할 수 있는 수준의 제품을 제공하고 있다.

둘째, 절연 블록을 만들면서도 SiC의 DESAT을 얼마나 빨리 감지하고 보호할 수 있는가이다. ADI의 SiC 파워 제품은 오류가 발생했을 때 감지 및 보호동작을 1µs 이내에 구현함으로써 사용자가 더욱 견고한 시스템 설계를 할 수 있도록 지원한다.

셋째, ADI SiC 파워 제품은 구동 강도(Driving Strength)를 늘림으로써 더 빠른 동작 속도와 더 높은 에너지 효율을 달성할 수 있으며, 부가적인 슬루 레이트 제어로 인해 사용자가 특성을 비교해 가면서 기울기를 보정할 수 있게 해준다.

마지막으로는 CM 트랜션트에서도 오류가 없는 가장 낮은 지터 성능을 구현할 수 있어 데드타임(deadtime)을 줄이는데 기여할 수 있다.

파워 제품의 향후 로드맵이나 방향성을 설명해 달라.

아나로그디바이스는 아날로그, 디지털, 소프트웨어를 망라하는 솔루션을 제공함으로써 고객의 성공에 기여한다. 나날이 발전하고 있는 산업 분야에서는 새롭고 다양한 애플리케이션를 지속적으로 창조해 내고 있으며, 이로 인해 다양한 기능을 집적화하고, 고효율, 저잡음, 고신뢰성 같은 우수한 성능을 갖춘 파워 제품을 요구하고 있다. ADI는 고객과 시장의 이러한 요구사항을 충족하면서 사용자가 보다 쉽게 제품을 사용할 수 있도록 토털 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있다.

이러한 노력을 통해 ADI는 궁극적으로 물리적 세계와 디지털 세계를 지속적으로 연결함으로써 인텔리전트 에지에서의 혁신을 선도해 나갈 것이다. 

leekh@seminet.co.kr
(끝)
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