Enpirion의 PowerSoC, 강력한 통합 파워시스템온칩 DC-DC buck converter의 집중탐구
임*희 : 답변 감사합니다. load current가 Typ과 Max 의 Gap이 크다면 보상회로의 시정수는 그 load current의 gap에 따라 변경되는것인가요?
: 변경 해야 한다고 보시면 됩니다. 다만 무조건 변경하는 것이 아니라, 오실로스코프로 출력 흔들림 정도 반응 정도를 보고 필요시 변경해야 합니다.
임*희 : Load의 동작 주파수에 따라 DCDC의 Output ripple을 줄일수 있는 방안이 있나요?
: load의 동작 주파수에 따라 결과적으로 current의 변화가 output단의 ripple에 영향을 준다고 생각됩니다. 즉 typ / Max current를 정확히 확인하여 충분한 마진을 두고 DC-DC current용량을 산정하고 DC-Dc의 보상회로의 시정수가 load변화에 안정적으로 반응을 하는지와 . Ca/Ra시정수 값 변경과 Cout + bulk cap 추가가 ripple을 줄이는 방법이라 생각됩니다.
신*일 : 스위칭 발진 주파수를 저감 시키기 위해 스누버 회로를 사용합니다. (emi 개선등) RC 조합..문제가 없을까요?
: 스누버 회로추가를 지원하는 파트가 있으며 이는 datasheet에 시정수가 표시 되어 있습니다. 그렇지 않는 경우는 고정 또는 외부 허용 범위 크리스탈 입력으로 발진하는 경우도 있습니다.
이*학 : 타사에 대비에 가장 큰 장점이라면 어떤 것이 있을까요?
: 주변 passive compoent를 내장하여 보드면적에 큰 이득이 있습니다. 또한 DC/DC 설게시 주변회로가 바뀜에 따라 특성이 함께 바뀌게 되는데 반해, PowerSoC 제품은 칩 내부에 최적화를 해두었기 때문에 매번 설계시마다 특성이 바뀌지 않습니다.
신*일 : 스위칭 주파수가 1M 이상이면 emi 등에서 1M 이하 제품보다 불리하지 않나요? 설계 경험상 문제가 되어 문의 드립니다.
: 스위칭 주파수와 인덕터 사이즈 => EMI 상관관계가 있습니다. 높은 주파수가 EMI가 영향을 주는 경우도 있으나 PCB layout과 Cin/Cout cap, bead등 필터회를 추가하여 일반적으로 계선을 합니다.
진*일 : 전류용량이 높은경우(10A이상) 발열은 필연적이라 생각되는데, 제품들이 대부분 Plastic Package로 보입니다. PCB 패턴설계 이외에 Enpirion 부품 Case에 Heat Sink를 장착하면 개선여지가 있을까요? 경험상, 온도가 올라가면 소모전력이 높아지고 악순환으로 DCDC가 Shut down 되더라구요.
: Heat Sink를 장착해 주시면, 발열을 개선 하실 수 있습니다. 정격의 용량을 써주신다면 Heat sink보다는 GND의 copper나 pattern이 더 많은 영향을 줍니다.
장*식 : reference 회로도에 보면 AGND와 PGND가 분리가 되는데 must인가요? 사용자 환경에서 대부분 복합적인 power source를 운용하기에 common GND를 적용하고 있습니다.
: must입니다. 저희 제품도 결국 내부 SoC안에서의 GND가 구분되어 있는 DC-DC소자입니다. GND가 결국은 하나로 붙게 되지만, AGND와 PGND를 구분하여, PCB Art-work을 하고, 하나의 접점에서 만나게 설계해 주셔야 합니다.
신*일 : dc-dc output되는 스위칭 되는 구간의 vout에 리플이 상당히 많이 발생되며 정상적인 출력 스위칭이 발생될시에는 문제 안되는데 히스테리시스구간에서 애를 먹습니다. 이 접점 구간에서 발생되는 노이즈 레벨 및 출렁이는 리플을 개선할수 있는 방법이 있을까요?
: DC-Dc의 스위칭 주파수가 입력단 출력단으로 흘러 나오는 것을 문의 주신 것이라면 Cin / Cout단의 ESR값을 줄이는 방법과 Bead를 통한 스위칭 주파수 cut off를 병행 설계하는 경우가 있습니다. 또한 FPGA/CPU에서 특정 연산 시 load를 갑자기 당길 떼 DC-DC 선정이 잘 못 된 경우 심하게 출력이는 경우도 있습니다.
김*열 : cap을 병렬로 사용할 경우, 하나만 사용할 때 보다 나빠지는 성능에는 무었이 있나요?
: 많은 벌크 캡의 증가는 DC-DC 입장에서 피드백 VFB시그널을 받아 적정한 PWM시그널을 만들어 일정 전압을 유지해 줘야 하는데. 벌크 cap이 많은 경우 DC-DC가 엇박자로 발진을 해서 초기 시작시 동작이 안 되는 경우이며 이는 모든 DC-DC의 디버깅 포인트 입니다.
장*식 : 병렬 연결시 ESR은 낮아지겠지만 VFB path가 두개로 확장되기 떄문에 ESL의 증가분이 있지 않나요?
: VFB의 path가 두개로 되는 것은 아닙니다. Cout cap의 filtering cap에서 출력을 피드백 시키는 것이므로 VFB의 목적은 출력 전압 피드백이라고 보시면 됩니다.
장*식 : 인덕터가 내장되면서 소자의 height가 높아진건지요? 단품 소자의 height가 모듈처럼 보여 일반 DC/DC보다는 높아보입니다.
: 인덕터를 내장함으로써 전체 Pakage size를 가장 작게 optimize한 것입니다. 내장되어서 height가 높아진 것은 아닙니다. 일반 DCDC 대비 전체 면적을 비교해보시면 많은 이점이 있을 것입니다.
ToF(Time of Flight) 기술로 3D 이미지 구현하기
나*석 : 틴틴 솔루션과 캘큘러스 솔루션의 차이를 보면 캘큘러스의 경우 원칩솔루션이긴하나 해상도가 낮고 픽셀 피치가 큰 점이있지만 프레임레이트는 높습니다. 두 솔루션이 픽셀의 해상도와 프레임레이트 관련하여 차이가 나는 것이 무엇인지 알 수있을까요?? 다른 용도의 어플리케이션에 적용하기 위함인지 다른이유가 있는건지 궁금합니다.
: 타켓 어플리케이션이 다릅니다. TINTIN의 경우 industrial 분야에서 넓은 해상도와 일반적인 framerate를 갖는 어플리케이션이 타겟입니다. 대표적인 예가 로봇청소기 입니다. 그에 반해 CALCULUS의 경우에는 모바일 기기와 같이 흔들림이 많은 환경에서 이를 보완하기 위해 높은 framerate를 갖도록 설계되었습니다.
김*환 : ToF와 연동된 CPU에는 어떤 것들이 있나요?? 운영체제는 어떤 것을 지원하나요??
: 운영체제에 대한 제약은 없습니다. TFC controller에서 거리 변환하는 대부분의 작업을 hardware적으로 수행하기 때문에 processor의 load를 많이 줄일 수 있습니다. TI의 C2000 정도의 제품이나 DSP제품으로 구현하실 수 있습니다
최*범 : ti외 타사 제품으로 3D 평가를 해봤을때, 태양광이 존재했을 경우, 실제 위치 감지가 불가하고, 정보도 부정확했습니다만, 말씀하신 내용으로 보면 거리 감지가 상관 없이 보이는데, 정말인지 궁금하네요
: 네 태양광때문에 빛이 saturation될 정도가 아니라면 충분히 가능합니다. 실제 100klux환경(한여름 맑은 날 정오)에서 test한 결과 측정가능함을 확인하였습니다.
나*호 : 주변 환경(빛)에 대한 영향에 대한 노이즈가 있나요? 혹은 이런 부분을 제거할 방법이 있는지요?
: output data에 4bit의 ambient data가 있기 때문에 이 값으로 주변광에 대한 정보를 읽어 올 수 있습니다. 하지만 실제 거리 측정은 주변광에 영향을 받지 않습니다. 왜냐하면 거리측정시에 사용하는 빛은 특정 주파수로 modulation되어 있기 때문에 감지하는 부분에서도 동일 주파수로 함께 demodulation하기때문입니다.
김*열 : [질문] De-Aliasing 사용시 최대측정거리를 늘리는 것은 좋으나 측정거리 증가에 따른 오차보정방안은 있는지요?
: data output이 12bit의 depth data 외에도 12bit intensity data도 함께 출력해주기 때문에 이 값을 함께이용하면 거리에 대한 오차를 줄일 수 있습니다
장*규 : 해상도로 볼때는 제한적이네요. 타겟이 어떻게 되는지요?
: 현재 시장에 나와있는 제품중에는 가장 넓은 해상도를 지원합니다. target은 로봇청소기나 VR/AR human interface 혹은 공장자동화 등에 사용될 수 있습니다
산업용 애플리케이션에 적합한 Cortex®-M 코어 기반의 인피니언 XMC 마이크로컨트롤러
안*진 : XMC4800을 이용하여 EtherCAT Application을 개발하려면,TwinCAT같은 Master가 꼭 필요한가요?
: 네, master가 필요합니다.
장*현 : Dave3 에서 지원했던 xSPY의 경우 사용하기 위해 내부 프로그램 코딩이 필요하였는데 uc Probe 에서 지원하는 기능을 사용하기 위해 따로 내부 코딩이 필요한가요? 예를 들어 오실로스코프 기능이라던지??
: 마찬가지로 오실로스코프 기능을 사용하기 위해서는 내부코딩이 필요합니다.
장*현 : 인피니언사에서 판매중인 DAP miniWiggler 3.0V 제품으로 SWD Type의 설정이 가능한데 J-link가 아니라서 Flasher랑 uc Probe 지원이 안되는건가요???
: 현재는 XMCLINK가 출시되고 있습니다.