ST, 20A급 지능형 전력 모듈 공개…최대 20kHz 지원

ST마이크로일렉트로닉스(ST)가 모터 드라이브용 소형 지능형 전력 모듈(IPM)을 출시했다. ST는 13일 새로운 SLLIMM(Small Low-Loss Intelligent Molded Module) 컴팩트 시리즈를 공개했다.

이 시리즈는 최대 20kHz를 지원하며, 신제품 크기는 18.8×32.8mm 풋프린트다. 또 DBC 기술 기반의 패키지를 적용해 패키지 크기를 축소했고, 600V 3상 IGBT 인버터 브리지를 통합했다.

아울러 모터 제어용 주요 구동·보호 기능을 내장했다. 이에 따라 이 시리즈는 에어컨·히트펌프·가전제품·산업용 모터 드라이브에 적용되도록 설계됐다.

첫 제품은 20A급 STGI15C60S다. STGI15C60S는 저전력·중전력 모터 드라이브 설계를 목표로 하며, 에어컨·히트펌프·가전제품·산업용 드라이브에서 전력 변환·모터 제어 회로 소형화에 활용된다.

STGI15C60S는 STPOWER 포트폴리오에 포함된 제품으로, 상단 냉각 방식 패키지를 적용해 열 효율성을 높였으며 최대 20kHz 동작 하드 스위칭 회로 토폴로지용으로 설계됐다. 이 제품은 안정적 구동 확보와 신뢰성 확보를 목적으로 설계됐다.

이 제품은 제어 IC 2개를 통합했으며, 각각 하이사이드 IGBT 구동용과 로우사이드 IGBT 구동용이다. 또한 부트스트랩 다이오드와 보호 회로를 통합해 외부 부품 구성을 축소하고 전력 모듈 설계를 간소화하도록 구성됐다.

내부 IGBT에는 트렌치 게이트와 단락 내성 기술이 적용됐고, 프리휠링 다이오드도 탑재됐다. 이 프리휠링 다이오드는 빠른 소프트 리커버리 특성을 갖췄다. 이 같은 구성은 낮은 포화 전압 구현과 안정적 동적 성능 구현을 목적으로 하며, 전력 손실 저감과 에너지 효율 향상에 초점을 맞췄다.

듀얼 인라인 패키지 신호 측에는 하이사이드 레퍼런스 출력이 배치됐으며, 이에 따라 부트스트랩 회로 레이아웃이 단순화된다. 아울러 드라이버 설계는 전자파 간섭(EMI) 저감에 최적화됐고, IGBT 역시 전자파 간섭(EMI) 저감에 최적화됐다.

이 제품은 안전성·시스템 신뢰성 향상을 위한 보호 기능 통합을 목적으로 구성됐다. 패키지 절연 등급은 2,000Vrms/min이며, 저전압 차단(UVLO) 기능을 탑재해 구동 전압 부족 시 발생 가능한 문제를 방지한다. 또한 스마트 셧다운 기능을 탑재해 이상 상태·결함 감지 시 동작을 차단한다.

이 제품은 온도 센서와 비교기도 탑재했다. 비교기는 결함 상태를 표시하는 역할을 하며, 설계자는 전압 신호 기반으로 시스템 이상을 확인할 수 있다.

ST는 SLLIMM 컴팩트 시리즈에서 모터 제어 시스템용 전력 반도체 집적도를 향상하고 패키지 면적을 축소하는 방향을 추진하고 있다. 이에 따라 전력 변환 회로 공간 제약이 큰 에어컨·히트펌프 등에 적용해 소형화 확보, 에너지 효율 확보, 보호 기능 확보를 지원한다.

출처: 테크월드뉴스 · 박규찬 기자
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=408091

참고자료

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