텍사스 인스트루먼트(TI)가 사용하기 편리한 바이어스 전원 모듈을 통해 전원 솔루션의 크기를 절반으로 축소해 하이브리드 및 전기차 주행거리를 극대화 했다.

TI는 30일 온라인으로 기자간담회를 진행하고, 업계에서 가장 크기가 작고 정확도가 우수한 1.5W 절연 DC/DC 바이어스 공급 모듈을 출시한다고 밝혔다.

이번에 발표된 UCC14240-Q1은 설계자가 전기차(EV), 하이브리드 EV, 모터 구동 시스템 및 그리드 타이 인버터와 같은 고전압 환경에서 사용하기 위해 전력 솔루션 크기를 절반으로 줄일 수 있도록 하는 TI 독점 통합 트랜스포머 기술을 사용한다.

UCC14240-Q1은 크기와 효율상의 이점을 제공하고 전력 밀도와 시스템 효율성을 높여 전기차의 주행 거리를 늘릴 수 있다. 또한 3.5mm의 높이와 작은 크기의 풋프린트를 통해 전원 솔루션 부피를 50%까지 줄여 절반 크기에 더 높은 전력을 제공할 수 있다. 높이가 낮으므로 엔지니어가 모듈을 인쇄회로기판(PCB)의 양쪽에 배치할 수 있는 유연성을 제공한다.

이와 함께 기존 바이어스 공급의 두 배인 60% 효율을 달성해 전력 밀도는 두 배로 높이고 차량 주행 거리를 연장할 수 있다. 또한 105°C의 온도에서 1.5W 이상을 제공할 수 있으므로 UCC14240-Q1을 통해 엔지니어는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 나이트라이드(GaN) 스위치를 높은 주파수로 구동할 수 있다.

더불어 3.5pF 일차-대-이차 커패시턴스로 TI 고유의 통합 트랜스포머 기술을 적용해서 고속 스위칭을 통해 발생되는 EMI를 완화하고 150V/ns 이상의 공통모드 과도응답 내성(CMTI: common-mode transient immunity) 성능을 쉽게 달성한다.

뿐만 아니라 소프트 스위치, 스프레드 스펙트럼 모듈레이션, 실딩(shielding), 낮은 기생과 같은 특성을 가지고 있어, 디자이너가 CISPR(국제무선장애특별위원회) 25 및 CISPR 32의 전자기 호환성 요건을 좀더 수월하게 달성하고 출시 기간을 단축할 수 있도록 한다.

온도 및 절연에 대해서는 폐쇄 루프 제어 기능을 포함해 -40°C∼150°C 온도 범위에서 ±1.0% 정확도를 유지한다. 이 디바이스의 엄격한 허용오차는 크기가 더 작은 전원 스위치를 사용하면서도 과전류 보호 기능은 더 향상시켜 준다. 뿐만 아니라 결함 모니터링, 과전류 보호, 과전력 보호, 과열 보호 같은 다양한 보호 기능을 포함한다. 또한 UCC14240-Q1은 외부기관에서 인증한 3kVrms 절연 성능을 제공하며, 초저중량과 3.5mm 높이로 업계 최고의 진동 내성을 가진다.

한편 전기차 시장이 빠르게 가속화됨에 따라서, 차량 설계 엔지니어들은 효율성과 신뢰성을 높이면서 전기차의 가장 무거운 부품인 파워트레인의 무게를 줄일 수 있는 방법을 찾고 있다.

전기차의 주행 거리를 늘리기 위해서 크기는 더 작고 신뢰할 수 있는 시스템이 요구됨에 따라, 모든 절연 게이트 드라이버가 각각의 바이어스 공급 장치를 갖춘 분산형 전원 아키텍처로 전환되고 있다.

이 아키텍처는 시스템이 단일 장애점(SPOF)에 대응하는 방식을 개선함으로써 어느 한 바이어스 공급장치에 결함이 발생하더라도 짝을 이루는 게이트 드라이버와 마찬가지로 다른 바이어스 전원들은 계속해서 작동하고, 자동차를 계속해서 안전하게 주행할 수 있도록 돕는다.