실리콘랩스, 구형 옵토커플러 대체 드롭 '디지털 아이솔레이터' 출시

아날로그 집약적 혼합 신호 IC 전문기업인 실리콘 래버러토리스(지사장 이종찬)는 범용 CMOS 기술 기반에 혁신적인 LED 에뮬레이터 입력을 적용하여 업계 최초로 옵토커플러를 대체할 드롭인 아이솔레이터(drop-in isolator)를 발표했다고 밝혔다. 신제품 Si87xx 디지털 아이솔레이터는 뛰어난 잡음 내성과 더욱 견고해진 성능 및 높은 안정성을 제공하면서 수많은 옵토커플러 제품들에 적합한 완벽한 핀 구성, 패키지 및 풋프린트 맞춤을 제공함으로써, 태양전력 인버터, SMPS(Switched Mode Power Supplies), UPS(Uninterruptible Power Supplies), 산업용 드라이브, PLC(Programmable Logic Controller), 고전압 의료 장비 및 옵토커플러로 사용되는 기타 다른 애플리케이션에 이상적이라고 회사측은 설명했다.

40년 이상 사용된 옵토커플러는 구형 LED 기반 기술에 원래 한정되어 있어 입력 전류, 온도, 연식에 따라 출력 가변성이 상당히 크다. 이러한 가변성은 옵토커플러가 동작 하는 기간 동안 동작성능과 안정성을 감소시켜, 설계 복잡도를 증가시키고 완제품의 수명을 단축한다. 이러한 노화 효과로 인해, 옵토커플러는 불과 10년 정도 밖에 사용하지 못하는 것으로 알려져 있으며, 20년 이상의 보증기간이 필요한 제품을 개발하려는 산업 시스템 설계자들에게 심각한 문제점을 안기고 있다.

실리콘랩스의 Si87xx 옵토 대체용 디바이스는 특허 CMOS 기반의 절연 아키텍처를 사용한다. 이 아키텍처는 LED 기반 옵토커플러를 괴롭히는 출력가변에 대해 완벽한 내성을 가진다. CMOS 용량 절연 기술은 옵토커플러보다 10배 이상의 MTTF(Mean-Time-to-Failure) 속도를 제공한다. Si87xx 아이솔레이터는 보다 길어진 제품 수명과 높은 안정성을 제공함으로써 시스템 제조업체들이 더 긴 완제품 보증기간을 제공하고 수리 및 교체와 연관된 비용을 낮출 수 있도록 해준다. 입력 턴 온(Turn-On) 전류에 있어 특히 가변성이 덜해, 엔지니어들은 더 이상 Si87xx 디바이스를 사용할 때 노화 효과를 예측할 필요가 없기 때문에, 시스템 설계가 간소해 진다.

Si87xx 제품은 10kV 서지 보호를 포함해, 최대 5kV의 절연 등급과 IEC 60747-5-2와의 조건을 완벽하게 준수하는 실리콘 랩스의 업계 선도형 용량 절연 기술을 기반으로 한다. 이들 제품군은 IEC 60950-1, 61010-1, 60601-1(강화절연) 요건을 충족하며 60년 이상의 제품 수명과 함께 최대 1200 V의 동작전압을 제공한다.

Si87xx 아이솔레이터는 온도, 연식, 순방향 전류 효과에 대한 본래의 내성 기능 이외에, 경쟁사 옵토커플러 대비 다음과 같은 성능 이점을 공개했다.

• Si87xx 디바이스는 경쟁사 옵토커플러보다50% 더 낮은 입력 턴온 전류(input turn-on current)와 10배 더 낮은 출력 대기 전류를 제공하여 전반적인 시스템 전력을 낮춘다.
• Si87xx 디지털 절연 아키텍처의 저기생용량은 CMTI(Common Mode Transient Immunity)를 경쟁사 옵토커플러보다 75%나 올려 시스템 데이터 통합을 강화한다. 옵토커플러의 LED기반 아키텍처의 원래의 높은 기생용량으로 인해, 옵토커플러는 아이솔레이터 전반에 부정확한 데이터를 전달할 수 우려가 있는 빈약한 CMTI의 문제점을 안고 있다.
• Si87xx 아이솔레이터는 전달지연, 펄스 폭 왜곡 같은 핵심 타이밍 스펙에 있어 옵토커플러들을 능가하여 보다 빠르고 정확한 데이터 전송과 효율성 개선을 제공한다.

실리콘랩스의 액세스, 전력 및 센서 제품 부문 부사장이자 총괄매니저인 마크 톰슨(Mark Thompson)은 "신제품 Si87xx 제품근은 폭넓게 사용되고 있는 수많은 옵토커플러 제품들에 적합한 완벽한 패키지와 풋프린트 맞춤을 제공함으로써, 드롭인 옵토커플러를 대체하고자 하는 업계 최초의 혁신적인 단계"라면서, "옵토커플러를 대체하는 실리콘랩스의 새로운 솔루션은 현재 구형 옵토커플러를 사용하고 있으나 전력효율성, 성능, 안정성 및 제품 수명에 있어 상당한 향상이 필요한 시스템을 위한 최고의 선택이 될 것"이라고 말했다.

모든 Si87xx 아이솔레이터는 혁신적인 LED 에뮬레이터 입력기와 함께 새로운 패키지 옵션이 통합되어 있다. 이 같은 특징을 통해 실리콘랩스는 기존의 수많은 옵터커플러에 완벽한 드롭인 호환 업그레이드를 제공할 수 있다. 기본 Si8710 디바이스는 LED 에뮬레이터 입력기와 개방형 수집 출력기로 구성되어 있다. 추가로 두 개의 디바이스 구성이 가능하다. Si8711는 고집적 풀업 레지스터를 추가했으며 Si8712에는 비대칭적으로 출력을 통제할 수 있는 전용 인에이블 핀이 포함되어 있다.

최대 3.75kV의 절연 등급을 제공하는 Si87xx는 SOIC-8 과 GW DIP-8의 패키지로 현재 샘플 및 대량 공급된다. 5kV의 절연 등급을 인증 받은 SO-6 및 LGA-8 패키지의 Si87xx 제품은 2013년 1분기에 공급된다. 이번에 발표된 Si87xx 디지털 아이솔레이터의 가격은 1만개 기준으로 미화 0.43달러부터 시작한다.

Si87xxDIP8-KIT 평가 키트는 현재 미화29 달러 (USD 제조사 권장 시장가)에 공급되고 있으며, 이 키트를 통해 고객들은 Si87xx 옵토 대체 아이솔레이터의 성능을 평가할 수 있다. 평가보드는 상세 스펙 평가를 위해 연구소 장비에 연결해 사용할 수도 있고 고객의 기존 보드에 연결해서 사용할 수도 있다.

실리콘랩스의 Si87xx 디지털 아이솔레이터에 대한 보다 자세한 설명과 샘플, 개발 툴 구매 문의는 www.silabs.com/pr/isolation 에서 확인할 수 있다.

김원영 기자 goora@noteforum.co.kr

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