인터랙티브 시뮬레이션 도구로 디바이스 동작과 페어링 장단점 파악... 전력 전자 설계 가속화
온세미(나스닥: ON)가 업계 최초의 온라인 설계 도구인 엘리트 페어링 스튜디오(Elite Pairing Studio)를 공개했다고 밝혔다. 엔지니어가 기존의 부품 선택 방식을 넘어, 특정 요구사항에 맞는 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET과 게이트 드라이버의 권장 조합을 신속하게 파악할 수 있도록 지원한다는 것이다.
업체 측에 따르면, 해당 인터랙티브 툴은 페어링 동작과 상충 관계를 쉽게 평가할 수 있도록 지원해, 전력 전자 설계 개발을 가속화한다. 또한 시스템 수준의 성능과 효율 분석을 위한 온세미의 광범위한 시뮬레이션 툴셋으로 연결되는 관문 역할도 수행한다.
전력 전자 시스템이 점점 더 복잡해짐에 따라, 엔지니어는 최적의 효율을 달성하고, 손실을 최소화하며, 안전한 작동 온도를 유지하기 위해 게이트 드라이버와 스위칭 디바이스를 정교하게 매칭해야 한다. 특히 상충되는 요구사항 간 균형을 맞춰야 하는 상황에서 초기 부품 선정 결정은 이러한 시스템 수준의 결과에 직접적인 영향을 미친다. 기존에는 이러한 과정이 방대한 데이터시트 비교, 스프레드시트 분석, 실증 테스트를 통한 수동 평가와 시뮬레이션으로 진행돼 많은 시간이 필요했다.
온세미 엘리트 페어링 스튜디오는 엔지니어가 요구사항에 따라 최적의 온세미 게이트 드라이버와 SiC MOSFET 조합을 쉽게 찾을 수 있도록 단계별 프로세스를 제공함으로써 이러한 과제를 해결한다고 업체 측은 전했다. 엔지니어는 호환성이 뛰어난 조합을 빠르게 비교함으로써, 개발 초기 단계에서 반복 작업을 줄이고 전력 아키텍처를 최적화할 수 있다는 설명이다. 이를 통해 설계 리스크를 줄이고, 시장 출시 기간을 단축하며, 실제 환경에서 시스템이 의도한대로 작동하도록 지원한다.
엘리트 페어링 스튜디오는 클라우드 기반 환경으로 엔지니어들에게 온세미 웹사이트(onsemi.com) 내에서 안전하고 독립적인 작업 공간을 제공한다. 이들은 직관적인 워크플로우를 통해 입력 조건에 따라 다양한 디바이스 조합을 탐색할 수 있다. 엘리트 페어링 스튜디오는 선택한 SiC MOSFET과 호환되는 다양한 게이트 드라이버 조합을 평가하며, 업계에서 널리 사용되는 검증된 공식과 실제 성능 계산을 기반으로 분석을 수행한다. 또한 평가 로직은 투명하게 공개돼 사용자가 직접 확인할 수 있다고 업체 측은 전했다.
엔지니어는 엘리트 페어링 스튜디오를 통해 각 페어링에 대한 주요 성능 지표를 검토할 수 있으며, △스위칭 타이밍 △게이트 전압과 전류 (V/I) 파형 △디바이스 정격 대비 전압 오버슈트 마진 △턴온·턴오프 에너지 등의 스위칭 에너지 손실이 포함된다.
이러한 인사이트를 바탕으로 엔지니어는 해당 애플리케이션에 적합한 페어링 간 상충관계(trade off)를 비교하고, 전자기 간섭 특성과 신뢰성 마진에 영향을 미치는 요인을 초기에 파악할 수 있다. 분석 결과는 인터랙티브 파형 뷰어를 통해 시각적으로 제공돼, 설계를 전체 시스템 수준의 시뮬레이션 단계로 진행하기 전에 보다 합리적인 페어링 결정을 내릴 수 있다. 향후 엘리트 페어링 스튜디오에는 온세미의 기술들이 추가될 예정이다.
온세미 엘리트 페어링 스튜디오는 애플리케이션 요구사항에 최적화된 SiC MOSFET과 게이트 드라이버 조합을 제공함으로써, 설계자가 스위칭 동작과 상충 관계를 명확히 이해하고, 초기 설계 결정을 내릴 수 있도록 지원한다. 이러한 페어링에 대한 인사이트는 스튜디오에서 생성된 PLECS 시스템 수준 시뮬레이션 모델로 연계될 수 있으며, 온세미 엘리트 파워 시뮬레이터(Elite Power Simulator)를 통해 효율, 열, 손실 성능을 미세 조정할 수 있다. 이러한 원활한 개발 프로세스를 통해 설계자는 초기 페어링 단계에서 얻은 인사이트를 AI 데이터센터, 전기차, 산업용 시스템, 전기화 인프라 등 고성능 애플리케이션의 시스템 수준 효율과 성능 향상으로 연결할 수 있다는 설명이다.
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