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[TI] IoT의 전력 문제 해결하기
2017년 02월 21일 (화) 11:35:38 편집부 editor@lednewskorea.com

By TI (www.ti.com)

사물인터넷(IoT)는 쇠락의 길을 걷던 전자제품에 새 생명을 불어넣고 있다. 한 때는 잃어버렸던 제품을 다시 되찾았고, 통신을 할 수도 있게 되었다. 이러한 제품들은 휴대전화나 집 안의 다른 것들과 연결돼 상호작용이 가능하다. 그러나 이것이 저절로 얻어지는 것은 아니다. 더 많은 기능은 더 많은 전력이 필요하다는 것을 의미하기 때문이다. 지금은 새로운 통신이 가능하다는 사실만 부각되고 있으나, 이 모든 것이 가능하기 위해서는 전력 공급 장치의 재설계가 필수적이다.

   
 

IoT 기기에 전력을 추가하는 일은 결코 간단하지 않다. 이들 디바이스의 전력 요구량은 기존에 필요로 하던 것과 다르다. 예를 들어 기존의 전력 계량기는 충분히 낮은 전력을 소모했기 때문에 개발자가 드롭 커패시터 기반 솔루션을 사용해 바이어스 회로를 구동할 수 있었다. 하지만 IoT로 인해 통신 기능이 가능해지자 전력 계량기가 ‘스마트’ 계량기로 변모하여 전력 공급장치 정격이 점점 높아져서 기존 솔루션으로는 더 이상 적합하지 않게 되었다.

또한 적정한 성능을 유지하기 위해 개발자들은 전력 공급장치를 플라이백 컨버터로 전환해야 했다. 하지만 이 방법은 전력 공급장치 요구량을 완화하지 못해 여전히 주거용 120VAC~240VAC 입력에서 상업용 208VAC~480VAC 입력에 이르기까지의 동작을 필요로 한다. 이와 같이 아주 넓은 입력 범위를 처리해야 하며, 시스템이 과열되는 것을 방지하고, 수백 만 개의 계량기에서 손실되는 에너지를 절약하기 위해 효율을 높여야만 한다. 이러한 모든 문제의 해결이 간단하지는 않다.

이러한 문제는 전력 계량기뿐 아니라 조명 스위치/조절기, 연기/이산화탄소 감지기, 근접 감지기 등 다양한 기기에 통신 및 기타 ‘스마트’한 기능이 추가될 때에도 나타난다. 최종 고객들은 이러한 전자제품을 사용자 인터페이스나 통신 등의 ‘기능’을 보고 선택하지, 전력 공급장치의 우수성을 보고 선택하지는 않는다.

따라서 이러한 기기들을 설계할 때, 우선적으로 최상의 사용자 경험을 제공하는 것에 초점을 두고 많은 시간과 노력을 투자해야 하지만 전력 문제도 간과해서는 안 된다. 또한, 개발자는 적합한 전력 공급장치를 선택하고 설계하는 데에 많은 관심을 기울여야 한다. 이는 개발 시간이 늘어남을 뜻하며 그러다 보면 완벽한 설계를 완성했을 때의 카타르시스를 느끼기보다는, 경쟁사를 앞서기 위해 고생을 한다고만 느껴질 것이다.

바로 이러한 어려움에 처해있는 개발자들을 돕기 위해서 다양한 제품들이 출시되고 있다. 그리고 개발자들이 설계 작업을 빠르게 할 수 있도록 지원하는 툴도 이용할 수 있다. 텍사스 인스트루먼트(TI)는 바로 이러한 전원 문제를 해결하기 위해 다양한 디바이스를 제공한다.

UCC28880 및 UCC28910 같은 고도로 통합된 컨트롤러 및 FET 솔루션은 보드 크기를 최소화하고, UCC28704, UCC28740, UCC28722 같은 고성능 플라이백 컨트롤러는 크기, 성능, 가격대를 적절하게 선택할 수 있게 한다. 또한 이들 제품에는 밸리 스위칭과 향상된 AM/FM 모듈레이션 방식 같은 첨단 제어 기능이 포함되어 성능을 극대화하고 손실과 보드 크기를 최소화한다. 또한 개발 작업을 빠르게 할 수 있도록 다음과 같은 다양한 설계 툴도 제공하고 있다.

· 기능과 애플리케이션을 설명한 데이터시트
· 설계와 활용법에 대해 자세히 설명한 애플리케이션 노트
· 파라미터 및 제품 선택을 위한 엑셀 및 MathCAD 설계 계산 툴
· 하드웨어로 구현하기 앞서 기능을 검증하기 위한 SPICE 모델
· 온라인으로 평가 모듈 구입 가능, 제대로 작동하는 하드웨어를 빠르게 개발 가능
· 다양한 조건으로 크기와 성능을 살펴볼 수 있는 레퍼런스 디자인

전력 문제는 고객들이 새로운 IoT 디바이스를 선택할 때 가장 먼저 따져보는 것은 아니지만, 여전히 간과하지 말아야 하는 중요한 문제다. 새로운 IoT 기능은 흥미롭고 새로운 것들을 가능하게 하지만, 새로운 기능을 위해서는 전혀 새로운 전력 공급장치를 필요로 한다.

TI는 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 고성능 제품들을 제공하고 있으며, 엔지니어들이 최적화된 전력 공급장치를 빠르게 개발하고 동작시킬 수 있도록 풍부한 설계 지원 툴을 제공한다.

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