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가전, 자동차, 산업 필수품 BLDC모터, 인피니언 제어 솔루션 전략은
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가전, 자동차, 산업 필수품 BLDC모터, 인피니언 제어 솔루션 전략은
  • 오은지 기자
  • 승인 2021.02.15 13:43
  • 댓글 0
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일상에서 매일 접하는 스마트폰, 가전제품, 자동차를 비롯해 다양한 산업군까지 모터는 도처에 있다. 모터는 전세계 전기 사용량의 40% 이상을 차지해 모터의 전력 효율을 높이려는 시도가 다양한 산업군에서 이뤄지고 있다.   

모터의 종류 중 그동안 많이 쓰이던 AC(교류)모터는 보통 수명이 길고 내구성이 강하지만, 정격속도 RPM(정격속도)가 고정돼 항상 최고 속도로 가동해 에너지 절감 효과가 낮다. DC(직류)모터는 AC모터에 비해 내구성이 약하고 비싸다는 단점이 있다. 

BLDC(브러시리스 직류)모터는 DC모터에서 마모되기 쉬운 브러시를 제거해 내구성을 높인 에너지 효율이 높은 모터로, 최근 AC모터를 대체하며 모터계의 주류가 되고 있다. 

AC 모터가 주로 쓰이던 가전 시장에서 BLDC모터 제어 솔루션을 가장 많이 공급하는 인피니언의 모터 전략을 들어봤다.

 

HW SW 전부 제공해 개발 시간 단축

인피니언은 냉장고, 에어컨, 세탁기, 공기청정기 등 가전용 모터 제어를 위한 ‘iMOTION’ 솔루션으로 차별화를 꾀한다. 모터 제어에 필요한 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW)를 통합한 제품으로, 제품 개발사들이 쉽고 빠르게 모터 제어 솔루션을 구현할 수 있다 것을 주요 차별점으로 내세운다.

BLDC 모터는 파워소스에 연결하기 위해 제어기가 필요한데, 이 제어기를 구현하기 위해 전력 스위치 역할을 하는 IGBT(절연게이트 양극성 트랜지스터)나 모스펫, 다이오드와 게이트 드라이버칩(IC), IPM(지능형 파워 모듈), 컨트롤러가 필요하다. 

인피니언은 △파워 스위치와 게이트웨이드라이버IC를 한 패키지에 통합한 IPM △IGBT, MOSFET 등 디스크리트 △게이트 드라이버IC △모터 컨트롤러(iMOTION), 다양한 산업용 마이크로컨트롤러(MCU)인 ‘XMC’와 ‘PSoC’ 마이크로 컨트롤러 ‘XMC’, IoT 라이프사이클용 MCU ‘PSoC’, 홀센서(Hall sensor) 등 관련 구성품들을 모두 갖췄다. 

인피니언의 BLDC 모터 솔루션 레퍼런스. /자료=인피니언 홈페이지

 

30% 이상 전력절감 효과에 시장 잠재력 커... 글로벌 기업들이 주도

인피니언에 따르면, BLDC모터는 1phase(1상) AC 모터 대비 전략 효율이 30% 이상, 3phase AC모터보다는 10% 이상 높다. 

전력 소모가 낮을 수록(2HP 이하) BLDC 모터 효율이 상대적으로 높다. 전기를 기계적인 전력으로 전환할 때 브러시리스 모터가 브러시드 모터보다 효율이 높은 이유는 브러시가 없어 마찰에 따른 기계적 에너지 손실이 감소하기 때문이다. 이런 향상된 효율은 모터 성능 곡선의 저부하 영역에서 가장 크다. 

모터의 효율 차이는 VFD(주파수 가변형 드라이브)인지 아니면 정속 모터인지에 따라 더욱 크게 발생한다. 예를 들어 에어컨은 인버터형 에어컨은 VFD를 사용한 제품이고 인버터형 에어컨이 아닌 제품은 정속형 모터를 사용한다. BLDC모터는 VFD 방식인데, 정속형 모터가 단지 온오프(on/off) 만 가능한 반면 VFD는 부하에 따라 최적화 돼 구동할 수 있어 효율이 대폭 향상되는 것이다.

시장조사업체 옴디아에 따르면 2018년 기준 가전 모터 시장은 153억달러(약 17조2000억원), 여기 소요되는 드라이버(반도체와 수동 소자, PCB 등 포함) 시장은 831억달러(약 43조 9500억원)이다. 

BLDC 모터 제어 솔루션 시장은 인피니언, 온세미컨덕터, ST마이크로, 미쓰비시 등 글로벌 파워 반도체 업계가 주도하고 있다.


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