[편집자주] AI와 IoT 등의 발달은 우리 생활을 편하게 만들어 주고 있다. 스마트홈과 그 안의 주방에도 첨단 기술이 적용돼 스마트 키친으로 구현될 풍요로운 삶이 눈앞에 성큼 다가왔다. 최신 주방에는 불을 사용하는 가스레인지의 위험성 때문에 이를 대체하기 위해 인덕션의 사용이 늘어났다. 본지는 글로벌 반도체 솔루션 기업인 인피니언 코리아의 송현수 부장과 만나 인덕션이 필수 가전으로 자리잡고 있는 이유와 인피니언의 독자적인 인덕션 히팅(IH) 솔루션에 대해 들어보는 자리를 마련했다.
 

■ 스마트 키친에서 인덕션이 선호되는 이유 

전기레인지는 가스가 아닌 전기로 열을 발생시키는 조리기구로, 발열체에 따라 핫플레이트, 하이라이트, 인덕션 등으로 구분된다. 

전기레인지는 가스 누출이 없기 때문에 가스레인지에 비해 안전하다. 또한 산소를 소모하지 않기 때문에 음식물이 타버리지 않는 이상 밀폐된 공간에서 사용해도 산소 결핍의 위험이 없으며, 불완전 연소에 의한 일산화탄소의 위험도 없다. 

또한 전기레인지는 상판을 가볍게 닦기만 하면 되기 때문에 음식물이나 기름이 튀어도 청소가 간편하고, 여름철에 엄청난 더위를 야기하는 가스레인지와 비교했을 때 전기레인지에서 발생하는 열이 다른 방향으로 방출되지 않는다는 장점도 있다.

전기레인지 중 인덕션이 선호되는 이유는 용기에 열을 전달하는 방식이 아닌 내부에 장착된 코일이 전자기장으로 용기를 직접 가열하는 방식이기 때문이다. 

상판을 가열하는 방식이 아니기 때문에 안정성이 높고 눌어붙지 않아 청소가 편하며, 인덕션은 물의 온도를 끓는점까지 가장 빨리 올릴 수 있다.

가스레인지의 열 효율이 약 45%, 하이라이트가 약 65%인 반면, 인덕션은 90% 정도로 높은 효율을 보인다. 

■ 인덕션 히팅 제품에 적용되는 원리는?

인덕션 히팅은 전자 유도 원리를 이용하여 가열하는 방식이다. 

냄비를 올리는 상판 바로 아래에 코일이 배치되어 있고, 이 코일에 수십 kHz의 전류를 통해서 자기장을 발생시킨다. 

이 자기장에 의해 철 또는 스테인리스로 된 냄비 바닥에 와전류가 흐르며, 전기 저항에 의해 열이 발생하고 금속인 냄비 바닥이 가열된다. 이 현상이 ‘유도 가열’ 즉 ‘인덕션 히팅’이다.

■ 인피니언 IH 솔루션 소개 부탁드린다.

인덕션 레인지에 적합한 인피니언의 솔루션으로는 다음의 제품들이 있다. 오는 7월 5일(화) e4ds 웨비나에서는 1, 2번 솔루션에 대해 자세히 다룰 예정이다.

1. TRENCHSTOP™ 5 리버스 컨덕팅 (reverse conducting) IGBT: 모놀리식 다이오드를 탑재해 유도 조리 스토브 및 인버터형 전자레인지와 같이 최대 75kHz의 모든 하프 브리지 공명 스위칭 애플리케이션에 대해 전력 손실과 EMI 동작 간의 완벽한 균형을 제공한다.

2. 높은 신뢰성의 인피니언 SOI (silicon-on-insulator) 기반 레벨 시프트 게이트 드라이버 IC: 650V EiceDRIVER™ 제품군으로, 부트스트랩 다이오드가 내장돼 있고 네거티브 전압 내성이 뛰어난 장점이 있다.

*SOI(Silicon-on-Insulator): 음의 과도 전압 급증으로부터 보호하기 위한 통합 부트스트랩 다이오드(BSD) 및 업계 최고 수준의 견고성을 갖춘 고유하고 측정 가능한 고전압 레벨 시프트 기술

3. SOT-223의 IGBT용 EiceDRIVER™ 25V 싱글 채널 로우 사이드 게이트 드라이버
4. 저전력 및 고성능의 듀얼 코어 M4 / M0+ 마이크로컨트롤러 PSoC™ 6 제품군
5. 터치를 위한 고급 CAPSENSE™ 및 MagSense UI 기술이 포함된 M0 마이크로컨트롤러의 PSoC™ 4 제품군
6. 무선랜과 블루투스의 싱글 칩 솔루션인 WICED™ Wi-Fi + Bluetooth® 콤보
7. 클라우드 또는 기타 장치에 대한 통신, 데이터 저장, 펌웨어 업데이트에 대한 하드웨어 보안 관련 OPTIGA™ Trust 제품

■ IGBT 소자 및 SiC MOSFET 적용 시 간략한 특성 차이는?

SiC MOSFET은 IGBT 대비 스위칭 손실이 적어 고속 스위칭이 가능한 것이 장점이다. 

V-I 특성에서도 IGBT는 고전압 대전류 애플리케이션에서는 문제가 되지 않지만, 저전력부터 고전력까지 폭넓게 사용될 경우 저전력 영역의 효율은 좋지 않다. 

그에 비해 SiC MOSFET는 폭넓은 범위에서 낮은 온저항을 유지한다. 

인덕션 히팅에서는 더 높은 스위칭 주파수를 사용함으로써 코일의 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.

■ 마지막으로 독자들에게 한 말씀 부탁드린다.

금번 웨비나에서는 인덕션 히팅과 공진 스위칭 (resonant switching) 애플리케이션에 적합한 650V 리버스 컨덕팅 R6 IGBT와, 인피니언의 SOI 기술이 적용된 게이트 드라이버가 적용된 하프 브리지 타입 인덕션 히팅 평가보드를 통해서 실제 동작을 확인해보고, 추가로 SiC MOSFET과 특성을 비교해본다. 

인덕션 히팅을 설계하는 여러분께 많은 도움이 되었으면 한다. 

감사합니다.