“온난화로 인한 냉난방 기기의 에너지 효율 개선 및 고급화를 위한 소음, 진동 저감을 위해 가전 및 냉난방 공조 메이커들이 이런 요구를 만족시키는 인피니언의 모터 컨트롤러로 대응하고 있다”

지난 27일 e4ds ee웨비나에서 ‘글로벌 HVAC 트렌드와 소음/진동 감소에 최적화된 인피니언 모터제어 솔루션’을 주제로 발표한 박문수 인피니언 코리아 부장은 최근의 냉난방 공조 시장에서 지구 온난화와 열섬 현상 등 환경 문제에 적극 대응하기 위해 효율이 좋은 모터 컨트롤러의 사용이 절대적이라고 밝혔다.

박문수 부장은 최근 글로벌 HVAC(heating, ventilation, & air conditioning) 업계는 냉난방 기기의 에너지 소비가 꾸준히 증가하고, 지구 온난화와 열섬 현상 등 환경문제가 심화하며, 이를 해결할 방법을 찾기위해 다양한 시도를 하고 있다고 밝혔다.

또한 지난 2015년부터 시작된 냉매가스 규제는 온난화지수가 낮은 물질을 사용하면 열효율성이 떨어지기 때문에 제조사들은 이 떨어진 효율을 어떻게 보완할 것인지에 대해 보드 내부의 냉각 시스템을 최적화한다거나 파워 쪽 부품을 효율이 뛰어난 부품으로 바꾸는 등의 작업을 시도하고 있고, 그 중 SiC나 GaN를 사용하는 등 다양한 옵션을 검토하고 있다고 전했다.

특히 요즘 트렌드가 되고 있는 에너지 레벨 등급에는 소음 규제도 포함돼 있다며, 최근 시장에서 소음은 굉장히 민감한 주제로 메이저 가전 제조사들은 소음 및 진동을 줄이기 위해 많은 노력을 하고 있다고 언급했다.

이에 박문수 부장은 인피니언이 이러한 시장 요구에 부응하기 위해, 모터 제어 IC 제품군 ‘아이모션(iMOTION™)’을 제공하고 있다고 밝혔다.
 

아이모션은 비전문가도 쉽게 모터 제어를 수행할 수 있도록 풀 파라미터 튜닝을 지원하는 솔루션이다.

아이모션 제품은 기본적으로 아이모션 컨트롤러, 게이트 드라이브 통합형, 나아가 IGBT나 MOSFET을 내장한 원칩 IPM 형태 등 세 가지 라인업으로 구성된다.

이들 제품은 3상 BLDC 모터 제어를 대상으로 센서리스와 센서드 방식 모두를 지원하며, 특히 소음과 진동을 혁신적으로 저감하는 알고리즘을 탑재해, 우선적으로 에어컨 인도어 유닛, 압축기, 제습기, 열교환기 등 소음에 민감한 가전 분야에서 높은 평가를 받고 있다.

박문수 부장은 발표에서 기존의 하드웨어 로직 기반 제품이나 MCU를 통한 제어 방식과 달리, 아이모션 솔루션은 완전 통합 파라미터 셋팅과 전용 튜닝 가이드의 도움으로, 손쉽게 FOC(Field Oriented Control) 알고리즘을 구현할 수 있다고 설명했다.

특히 센서리스 방식에서 필연적으로 발생하는 ‘데드존(dead zone)’ 문제를 보상하는 특허 알고리즘을 적용해, 낮은 RPM 구간에서도 부드러운 모터 운전과 무풍 모드에서의 최소 소음 실현에 기여하고 있다.

실제 측정 결과, 아이모션 솔루션을 적용한 제품은 경쟁 제품에 비해 최대 30dB 이상의 소음 저감 효과를 보였으며, 이는 소비자들이 ‘조용한 고급 가전’에 부여하는 높은 평가와 직결될 전망이다.

또한 박문수 부장은 보다 복잡한 시스템용 솔루션으로 MCU 기반 모터 제어 제품군인 PSOC™ Control C3도 함께 소개했다.
 

PSOC™ Control C3는 Arm® M33 코어를 채택해 100MHz와 180MHz 두 가지 버전으로 제공되며, 고주파 PWM 출력, 최대 12메가 샘플 속도의 ADC(아날로그 디지털 변환기) 채널 및 16채널 동시 측정 기능을 통해 극한의 제어 정밀도를 구현한다.

특히 자유로운 핀 배치와 유연한 인터페이스 구성으로 인해, 보드 레이아웃 설계 시 제약을 최소화할 수 있어 고객사의 설계 비용 절감에도 크게 기여할 전망이다.

PSOC™ Control C3 솔루션은 엔트리 제품과 메인 라인 제품으로 나뉘어, 싱글 또는 듀얼 모터 제어는 물론 PFC(Power Factor Correction) 기능까지 통합 지원한다.

엔트리 제품은 주로 48핀에서 64핀 패키지로 제공되며, 기본적인 센서리스 FOC 알고리즘을 내장하고 있다.

메인 라인 제품은 HRPWM 지원과 더 많은 입출력 핀을 탑재해, 복수 채널 모터 제어 및 향후 계획된 듀얼 모터 FOC 알고리즘 릴리즈를 통해 다양한 애플리케이션에 맞춤 대응할 수 있도록 설계됐다.

이와 같은 솔루션은 UL 인증을 포함한 각종 안전·보호 기능을 기본 탑재하고 있어, 전력 제어 시스템 내에서 발생할 수 있는 과전류, 과열 및 클럭 오류 등을 효과적으로 방지한다.

또한 고객사들이 손쉽게 모터 파라미터를 설정하고 실시간으로 디버깅할 수 있는 전용 소프트웨어 툴(아이모션 솔루션 디자이너)을 제공함으로써, 제품 개발 주기 단축 및 초기 테스트 비용 절감에도 상당한 도움을 주고 있다.

박문수 부장은 “글로벌 HVAC 트렌드와 환경 규제가 가속화되는 현 시점에서, 인피니언의 혁신적 모터 제어 솔루션은 기술적 경쟁력뿐만 아니라, 에너지 효율성과 소비자 만족도를 동시에 높이는 핵심 기술”이라며 “국내외 주요 가전 업체뿐만 아니라 자동차, 의료, AI 등 다양한 산업 분야에서 향후 폭넓게 채택될 것”이라고 기대감을 내비쳤다.