폭발을 방지하는 스마트 하이사이드 구동기 사용

반도체 회사에서 일하는 것은 매우 즐겁습니다. 저는 컨설팅 업무를 제외하고 5곳의 반도체 회사에서 근무했습니다. 이러한 회사는 모두 최첨단 산업을 이끄는 회사였습니다. 1990년대는 특히 반도체 산업의 서부시대였기 때문에 매주 한계를 갱신했으며 반도체 분야의 눈부신 발전이 마치 마술 같았습니다.

저는 당시의 기록을 갖고 있는데 산업 분야에서 쉽게 접할 수 없는 재미있거나 이상한 기록이 많습니다(예를 들어 "10시 회의는 몇 시에 시작해요?"). 반도체 전문가도 이상한 말을 할 때가 있습니다.

예를 들어 아날로그 반도체 설계 엔지니어가 대형 자동차 고객사와의 회의에서 일어나 느릿하게 말했습니다. "말씀드릴 사항이 3가지 있습니다." 첫 번째는 중요하지 않은 것입니다. 두 번째는 회사 기밀이어서 말씀드릴 수 없습니다. 그리고 세 번째는 잊어버렸네요." 그러고는 자리에 앉았습니다. 회의에 있던 사람들의 표정이 상상되실 것입니다.

스마트해진 반도체 업체와 스마트하지 못한 사람

가장 기억에 남는 순간은 공장에서 제품팀과 이야기할 때입니다. 저는 소형 하이사이드 구동기와 관련된 프로그램 관리자였습니다. 이 스마트한 신생 반도체는 엔지니어의 설계 작업을 크게 절감시켜 막 유명해지고 있었습니다. 하이사이드 구동기는 단락 회로 감지를 포함하여 회로 및 장치 장애를 보호할 수 있는 작은 스마트 장치입니다.

서부시대라고 불리던 때, 저는 유럽의 한 QA 테스트 엔지니어와 전화 통화를 한 적 있습니다. 테스트 엔지니어는 어떤 회사든지 가장 똑똑한 사람인 경우가 많기 때문에 저는 그들에 대한 존경심이 있었습니다. 칩 엔지니어링 샘플이 처음 나오면 QA 엔지니어가 이 부품의 가능한 기능과 불가능한 기능을 결정하기 때문에 매우 중요한 자리였습니다. 이 QA 엔지니어와의 대화는 이랬습니다.

Bill: “최신 하이사이드 구동기의 상태는 어떤가요?”
QA: “단락 회로 보호에 문제가 있습니다.”
Bill: “그래요? 어떤 문제인가요?”
QA: (잠시 후) “부품이 폭발합니다.”
Bill: “뭐라구요?”
QA: “그런데 걱정마세요. 부품이 정상인지 확인하는 테스트가 있습니다.”
Bill: “잠시만요. 어떤 테스트요? 무슨 말씀이신지...”
QA: (자랑스럽게) “부품을 단락시키는 것입니다. 이때 폭발하지 않는다면 우수한 부품인거죠."

회사와 제품명은 밝히지 않겠습니다(본인은 아시겠지만). 저는 나중에 이 회사가 테스트 장비에서 각 하이사이드 구동기를 단락시키고, 폭발하면 QA 엔지니어가 술 한 모금을 홀짝인다는 것을 알게 되었습니다. (음주와 테스트는 여전히 권장하지 않습니다.)

이제 누군가 하이사이드 구동기를 언급할 때마다 미소가 지어집니다.

최신 하이사이드 구동기는 더 스마트해졌으며, 단락 회로 보호 이외에도 부하와 접지 사이의 연결 끊김이나 잠재적 열 장애와 같은 결함을 감지할 수 있습니다.

그림 1: STMicroelectronics ISO8200BQ는 5.6A에서 45V를 처리할 수 있는 두꺼운 VCC 패드와 함께 TFQFPN32 패키지로 제공됩니다. 이를 통해 8진 하이사이드 구동기가 8개 채널에 각각 최대 0.7A를 공급할 수 있습니다. (이미지 출처: STMicroelectronics).

STMicroelectronics는 대부분의 마이크로 컨트롤러와 손쉽게 접속하는 다양한 하이사이드 구동기를 제공합니다. 예를 들어, ISO8200BQ는 90년대에 제가 함께 일했던 몇몇 동료보다 훨씬 스마트한 8진 하이사이드 구동기입니다. 8개 채널 각각은 25°C에서 0.11Ω RDS(ON) 등급이며 부하가 유도성, 정전 용량 또는 저항 중 무엇이든지 0.7A를 처리할 수 있습니다. 물론 단락 회로 보호 기능이 있어서 폭발하지도 않습니다. 각 채널에는 고온 방지 기능이 있어서 과열되지도 않습니다.

ISO8200BQ는 각 채널의 독립적 제어를 위해 대부분의 마이크로 컨트롤러의 8비트 포트와 손쉽게 접속하며 필요한 외부 부품의 수도 적습니다. ISO8200BQ에는 전역 출력 활성화 단자인 OUT_EN이 있습니다. Low로 풀링되면 모든 출력이 비활성화됩니다. 이를 통해 마이크로 컨트롤러가 모든 부하를 끌 수 있어서 응용 제품의 안전성이 증가하므로 산업 환경에서 폭발 방지에 유용합니다.

또한 장치에는 입력 핀 IN[1:8]에서 모든 데이터를 채널 논리 버퍼로 래치에 저장하는 Low 활성 LOAD(LOAD\) 신호도 있습니다. LOAD\ 신호가 Low이면 데이터가 8개 채널 논리 버퍼로 통과합니다. LOAD\가 High가 되면 모든 데이터가 버퍼를 통해 래치에 저장됩니다. 하이사이드 구동기는 Low 활성 SYNC(SYNC\) 신호가 Low가 되면 8개 채널 논리 버퍼의 상태와 일치하는 OUT[1:8]을 출력하고 SYNC\이 High가 되면 구동기 상태가 래치에 저장됩니다.

LOAD\와 SYNC\ 모두가 항상 Low로 유지되면 ISO8200BQ는 공통 하이사이드 구동기처럼 작동하며 IN[1:8]의 신호가 즉시 OUT[1:8]에 반영됩니다.

전기적 분리는 장치의 5V 논리 측을 장치의 고전압 48V 측과 전기적으로 분리하여 안전성을 더욱 강화합니다. 이를 통해 회로의 신뢰성과 안전성이 높아집니다.

이제 모든 종류의 부하를 손쉽게 구동할 수 있으며 폭발하지 않는다면 (여전히) 좋은 부품입니다!

작성자 정보

Image of Bill Giovino

Bill Giovino는 시러큐스 대학(Syracuse University)에서 전자 공학 학위를 취득한 전자 엔지니어이며, 설계 엔지니어링에서 현장 애플리케이션 엔지니어링은 물론 기술 마케팅에 이르기까지 바로 투입 가능한 몇 안 되는 실력자 중 하나입니다.

Bill은 25년 이상 STMicroelectronics, Intel, Maxim Integrated를 비롯한 다양한 회사의 기술 및 비기술 담당자를 대상으로 신기술을 홍보해 왔습니다. STMicroelectronics 재직 중 Bill은 마이크로 컨트롤러 업계에서 회사의 초기 입지를 다지는 데 공헌했습니다. Infineon에서는 미국 자동차 업계에서 회사 최초로 마이크로 컨트롤러 설계를 성공으로 이끌어 내는 역할을 했습니다. Bill은 직접 설립한 CPU Technologies의 마케팅 컨설턴트로 일하면서, 많은 업체들이 실적이 저조한 제품의 실적을 개선하는 데 도움을 주고 있습니다.

Bill은 최초의 전체 TCP/IP 스택을 마이크로 컨트롤러에 배치하는 것을 비롯하여 사물 인터넷을 조기에 수용한 바 있습니다. Bill은 '교육을 통한 판매'라는 메시지와 온라인을 통한 제품 홍보에 있어 커져 가는 명확하고 분명한 의사 소통의 중요성 전달에 전념하고 있습니다. Bill은 LinkedIn의 인기 그룹인 Semiconductor Sales & Marketing Group의 중재자이며, B2E에 유창합니다.

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