고성능 아날로그 IC 및 센서 전문기업인 ams(지사장 이종덕)는 고속으로 회전하는 로터의 각도를 매우 정밀하게 측정할 수 있는 획기적인 기술이 적용된 새로운 마그네틱 위치 센서 시리즈를 출시했다고 밝혔다.
새로운 ’47 시리즈’ 위치 센서 제품군은 DAEC™ (Dynamic Angle Error Compensation) 기술이 적용된 AS5047D, AS5147 및 AS5247을 포함한다. ams가 자체 개발한 DAEC™ 기술은 전파 지연에 의한 측정 오차를 없앤 기술로, 현재 특허 출원 중에 있다.
• AS5047D는 로봇 및 인코더 모듈 등 산업용 애플리케이션에 적합하다.
• AS5147는 EPS(전자 파워 스티어링) 및 펌프와 같은 자동차 애플리케이션 관련 AEC-Q100 인증을 획득한 제품이다.
• 듀얼 다이 AS5247(AEC-Q100 인증 획득)은 최고 수준의 기능성 안전 표준을 준수해야 하는 자동차 애플리케이션에 이상적이다.
시리즈에 포함된 3개 제품 모두 각도 오차가 최대 ±0.17°(INL: integral non-linearity 제외)이다. 이러한 우수한 정밀 측정 성능은 내부적으로 오차를 보정하고 회전 속도 변화에 자동으로 반응하는 알고리즘인 DAEC 기술로 인해 가능하다. 기존의 일반 마그네틱 로터리(회전) 위치 센서 IC 제품들은 내장돼 있는 마그네틱 소자를 통해 얻은 자기장 세기의 원 측정 값을 디지털 각도 측정 값으로 변환하는 과정에서 전파 지연(통상 100-200µs)이 발생한다. 이것이 문제가 되는 이유는 이러한 지연 시간 동안, 회전하는 로터의 각도 변위가 일어나기 때문에 디지털 출력이 센서로부터 내보내졌을 때 실제 위치가 측정된 위치와 달라진다는 것이다.
결과 오차는 회전 속도가 빨라질수록 비례하여 커지게 된다. 100µs의 전파 지연일 경우, 1,000rpm에서 동적 각도 오차는 1.2°이며, 10,000rpm 일 경우에는 12°이다. DAEC 기술은 이러한 오차의 원인을 거의 완벽하게 해결하기 때문에 샘플 캡처와 동시에 해당 회전 속도에서의 모든 측정 샘플을 동적으로 보정할 수 있다. 47 시리즈 센서는 7,000rpm에서 ±0.08°, 12,000rpm에서 ±0.14°, 14,500rpm에서 ±0.17°까지 정밀한 각도 측정 성능을 제공한다.
ams 47 시리즈는 정밀도가 매우 높아 모든 모터 제어 및 각도 측정 애플리케이션에 이상적으로 활용될 수 있다. 고속 BLDC(브러시리스 DC) 모터 및 PMSM(영구 자석형 동기 모터)에서는 센서의 정밀도가 높을수록 정류 방식의 실행이 더욱 좋아져서 토크와 효율은 더 높아지고, 토크 리플은 낮아지면서 동작은 더욱 부드러워진다.
이들 3개 디바이스는 모두 디지털 PWM 출력 및 자속 기준 정류(field-oriented commutation) 방식에서의 사용을 위한 UVW 출력과 같은 절대 위치 측정을 제공한다. 또한 광 인코더의 출력과 동일한 증분형 ABI 출력도 제공한다. 이는 곧 AS5047D IC는 사용자가 호스트 시스템의 마이크로컨트롤러 또는 DSP에서 소프트웨어를 변경할 필요 없이 광 인코더를 대체할 수 있다는 것을 의미한다.
47 시리즈 제품들은 디지털 SPI 출력에서 14비트의 고해상도(0.022°까지)와 더불어 10진 모드에서 회전 당 최대 2,000 스텝의 해상도와 2진 ABI 모드에서 회전 당 2,048 스텝을 제공한다. 다른 모든 ams 마그네틱 위치 센서와 마찬가지로 새로운 47 시리즈 제품들은 검증된 차동 센싱 기술이 적용되어 탁월한 성능을 나타낸다. ams의 차동 센싱 기술은 외부 표유 자계로부터 안전성을 보장하며, 전기적으로 노이즈가 많은 환경에서 별도의 차폐 기술 없이도 디바이스를 사용할 수 있다는 것이 특징이다.
ams의 자동차 사업부의 부사장이자 총괄 매니저인 베른트 게스너(Bernd Gessner)는 “47 시리즈 제품 출시는 마그네틱 위치 센서 기술의 급진적 발전을 보여주는 것”이라며 “이제 고속 모터 설계자들은 외부 마이크로컨트롤러 또는 DSP에서 복잡한 오차 보상을 할 필요 없이 강력하고 컴팩트한 마그네틱 위치 센서를 사용할 수 있게 됐다”고 밝혔다.
AS5047D는 현재 14 핀 TSSOP 패키지의 샘플 제품이 제공되고 있다. 제품 가격은 1천개 기준으로 개당 4.21달러이다. AS5147도 14핀 TSSOP 패키지로 제공되며, 개당 가격은 4.84달러이다.
AS5247는 요청에 따라 가격이 제공되며, MLF-40 7mm x 7mm 패키지로 공급된다. 2014년 7월 말에는 양산용 일반 제품이 제공될 예정이다. 47시리즈에 대한 자세한 내용은 www.ams.com/Magnetic-Rotary-Position-Sensors/ 참조. DAEC 기술이 적용된 47시리즈의 비디오 영상도 http://youtu.be/rDPbR5l5E28 에서 확인할 수 있다.
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