실리콘랩스(Silicon Labs, 지사장 백운달)는 CMOS 기반의 절연 FET(Field Effect Transistor) 드라이버 제품군을 출시했다. 이 제품은 개발자들이 특정 용도의 양산용 FET를 이용하여 시대에 뒤떨어진 EMR(Electromechanical Relay)과 옵토커플러 기반 SSR(Solid-state Relay)을 대체할 수 있도록 해준다. 새로운 Si875x 제품군은 통합 CMOS 절연 장벽을 지나 전력을 전달할 수 있도록 설계된 업계 최초의 절연 FET 드라이버로서, 절연된 2차 스위치측 전원공급장치를 사용할 필요가 없어 시스템 비용과 복잡성을 줄여준다. Si875x 드라이버를 디스크리트 FET와 함께 사용하면, 모터 및 밸브 컨트롤러, HVAC 릴레이, 배터리 모니터링, AC 메인 라인 및 통신 스위치, HEV/EV 차량용 충전 시스템, 그리고 다른 산업 및 자동차 애플리케이션에서 EMR/SSR을 대체할 수 있는 최고의 대체 솔루션을 얻을 수 있다.

지금까지 개발자들은 스위칭 애플리케이션에 EMR과 옵토커플러 기반 SSR을 주로 활용해 왔는데, 두 가지 기술 모두 제약 사항이 있었다. EMR은 비싸고 느리며 부피가 크고 소음이 있었다. 이러한 결점은 SSR 사용이 두 자릿수로 늘어나는 결과를 초래했지만 SSR 역시 해결해야 할 과제를 안고 있었다. 옵토커플러 기반 SSR은 LED의 노화로 인한 짧은 제품 수명, 고온 환경에서 성능과 안정성 저하, 그리고 잡음 내성이 떨어지는 등 불가피한 제약 사항을 안고 있다. 이들은 또한 선택할 수 있는 통합 FET의 범위가 제한적이어서 성능과 비용, 전력 요건들을 어느 정도 절충할 수 밖에 없었다.

실리콘랩스의 CMOS 기반 Si875x 절연 FET 드라이버는 SSR이나 EMR이 활용되는 애플리케이션에서 시스템 비용과 전력 소비는 줄이고 성능은 향상시키는 대안을 제공한다. Si875x 드라이버는 LED나 광학 부품을 사용하지 않기 때문에 시간과 온도 조건에서 안정성이 월등하다. 소형 풋프린트의 Si875x는 스위칭 잡음이 거의 없기 때문에, 전기적 스위칭 잡음과 마모 문제, 양산 과정 중의 제약이 뒤따르는 덩치 큰 EMR을 대체할 수 있는 솔루션이다.

Si875x 디바이스는 1mA의 매우 낮은 입력 전류를 사용하는 10.3V의전압을 사용하여 1.1ms의 턴온 시간으로 FET 게이트를 구동한다. 입력 전류를 10mA로 늘리면 턴온 시간을 94?s까지 획기적으로 단축할 수 있다. 독창적인 전력 최적화 옵션은 신속한 기동을 위해서는 극대화된 턴온전류를 제공하고, 옵션 사항인 외장 커패시티가 방전되면 정적 유지전류(Static Holding Current)를 위해 이를 최대 90%까지 떨어뜨린다. 입력측 전압은 2.25V~5.5V 범위 내에서 유연하게 적용할 수 있어 저전력 컨트롤러에 매끄럽게 연결될 수 있다. 또한 Si875x 드라이버는 외장 FET의 의도치 않은 턴온을 방지하기 위해 밀러 클램프(Miller Clamp) 기능을 옵션으로 제공한다.

Si875x는 2.5kVrms 절연 능력으로 산업용 및 자동차용 전체 온도 범위(최대 +125℃)에서 동작이 가능하며, 엄격한 UL, CSA, VDE 및 CQC 표준을 만족하도록 설계됐다. 다양한 입력이 제공되기 때문에 타겟 애플리케이션에 맞춰 디지털 CMOS 핀 제어(Si8751)나 다이오드 에뮬레이션(Si8752)을 활용할 수 있고, 출력 역시 AC와 DC 부하 구성을 지원하도록 다양하게 제공된다.

Si875x 절연 FET 드라이버 제품군 주요 특징

˙ 업계 최초의 CMOS 절연 기반 SSR 솔루션으로, 특정 용도 FET를 지원

˙ 동급 최강의 잡음 내성, 뛰어난 신뢰성, 2.5kVrms 절연 등급 

˙ 고전압 조건에서 긴 제품 수명(1000V에서 100년)

˙ 효율적인 스위칭: 불과 1mA의 낮은 입력 전류로 게이트에서 10.3V 

˙ 입력 전압 범위가 2.25V ~ 5.5V로 매우 넓어 소비전력 절감 가능

˙ 독창적인 핀 특성으로 전력 소비/스위칭 시간의 상쇄를 최적화

˙ 외장 FET의 의도치 않은 턴온을 방지하기 위한 밀러 클램핑(Miller Clamping)

˙ 저전력 애플리케이션을 위해 소형 SOIC-8 패키지에 절연 및 전원 커패시터 통합

˙ AEC-Q100 표준을 준수하는 자동차 등급 디바이스 옵션 제공

제품 가격 및 구매 정보

Si875x 절연 FET 드라이버는 현재 샘플이 제공되고 있으며, 양산 물량은 2016년 11월로 예정돼 있다. Si875x는 산업용(-40˚C ~ +105˚C) 또는 자동차용(-40˚C ~ +125˚C) 동작온도범위를 지원하는 소형 SOIC-8 패키지로 제공된다. 현재 Si8751-KIT(디지털 입력)와 Si8752-KIT(LED 에뮬레이터 입력) 평가 키트가 제공되고 있다.