24v 모터 사용시 전류

인휠모터가 아닌 소형모터로 실습하실때는 충분합니다. 감사합니다ㅎㅎ

펌웨어 강의 질문

(사진)아이고 죄송합니다. 제가 업로드는 해놨는데 비공개를 해놓았네요.. 공개처리 하였으니 참고 부탁드립니다. 감사합니다.

gdic와 모터 드라이버 ic와의 차이점

질문 감사합니다.게이트 드라이버 IC와 모터 드라이버 IC는 겉보기에는 비슷해 보이지만, 설계 목적과 내부 구조가 다릅니다.게이트 드라이버 IC는 말 그대로 MOSFET의 게이트를 구동하기 위한 전용 회로입니다. MCU나 PWM 컨트롤러에서 들어오는 로직 신호(예: 3.3V, 5V)를 받아 MOSFET의 게이트를 빠르게 충·방전시켜 스위칭 속도를 높여줍니다. 이때 게이트 드라이버는 큰 전류 펄스를 짧은 시간 동안 흘려보내 MOSFET의 입력 정전용량을 빠르게 충전/방전시키는 역할에 집중합니다. 따라서 자체적인 제어 기능은 없고, 단순히 MCU 신호에 맞춰 스위치를 On/Off 하는 역할을 수행합니다.반면 모터 드라이버 IC는 내부적으로 게이트 드라이버를 포함하고 있지만, 추가로 전류 제어, 방향 제어, 보호회로(OCP/OTP/UVLO), 심지어 PWM 생성 기능까지 내장하고 있는 경우가 많습니다. 즉, 모터 드라이버는 단순히 FET을 켜고 끄는 것이 아닌, 모터 구동 로직과 보호 기능을 통합한 칩이라고 생각하시면 좋을 것 같습니다. 대신 이 통합 구조 때문에 외부에서 직접 제어 가능한 여유가 적고, 전류 용량도 게이트 드라이버 단품보다는 제한적입니다.질문하신 것처럼 피드백 루프나 주파수 보상 회로를 제외하고 단순히 외장 FET을 구동해 벅 컨버터로 사용하는 것은 이론상 가능합니다. 하지만 현실적으로는 게이트 드라이버 IC만으로 안정적인 벅 컨버터 제어를 구현하기 어렵습니다. 왜냐하면 벅 컨버터는 단순히 FET을 ON/OFF 하는 것만으로는 목표 전압을 유지할 수 없고, 출력 전압을 피드백 받아 듀티를 실시간으로 조절하는 제어 루프(보통 에러 앰프와 보상회로) 가 반드시 필요하기 때문입니다.결론적으로, 게이트 드라이버 IC는 벅 컨버터의 ‘스위칭 구동’ 역할까지만 가능하지만, 제어 루프를 포함한 완전한 벅 컨버터를 만들기 위해서는 별도의 컨트롤러 IC 또는 MCU 제어 알고리즘이 필요합니다. 따라서 실무에서는 게이트 드라이버로 직접 벅 컨버터를 짜기보다는, 처음부터 보상회로와 보호기능이 통합된 전용 벅 컨버터 IC를 사용하는 것이 훨씬 효율적이고 안정적입니다.

쓰로틀 신호 입력 받기 - ADC 이론 16:46

질문 감사합니다.SAR ADC의 샘플링 타임은 쉽게 말해, 입력 전압을 내부 커패시터에 충전시키는 시간이라고 생각하시면 됩니다. 이때 전압이 커패시터에 충분히 충전되어야 올바른 값을 얻을 수 있습니다.만약 샘플링 타임이 너무 짧으면, 커패시터가 충분히 충전되지 못하고 변환을 시작하기 때문에 입력 전압을 정확히 반영하지 못하게 됩니다. 예를 들어 센서나 외부 회로의 출력 임피던스가 10kΩ이고, ADC 내부 샘플링 커패시터가 10pF라면 RC 시상수는 약 100ns 정도가 됩니다. 이때 샘플링 타임을 너무 짧게 설정하면 충전이 완전히 이루어지지 않아 실제 전압보다 낮게 샘플링되는 현상이 발생합니다. 이런 경우 변환 속도는 빠르지만 정밀도가 떨어지게 됩니다.반대로 샘플링 타임을 길게 잡으면 커패시터가 충분히 충전되기 때문에 보다 정확한 샘플링이 가능합니다. 예를 들어 15사이클(약 188ns)이나 28사이클(약 350ns)로 늘리면 정밀도는 좋아지지만 그만큼 한 번의 변환에 걸리는 시간(T_conv)도 길어져 변환 속도는 느려집니다.결국 샘플링 타임은 속도와 정밀도의 트레이드오프 관계에 있습니다. 이 둘 사이에서 용도에 맞는 적절한 값을 선택하는 것이 핵심입니다.

Resr 5m옴 관련하여 궁금합니다.

(사진)질문 감사합니다.우선 ESR은 출력 커패시터를 병렬로 연결했을 때의 ESR 값을 대략적으로 계산하였습니다. 각 제조사의 데이터시트를 참고하였습니다.제조사에서 제공하는 툴에도 요구사항을 입력하면 회로를 설계해주는 기능이 있었던 것으로 기억합니다.다만 실무에서는 훨씬 더 많은 항목을 함께 고려해야 됩니다. 예를 들어실제 부품의 DC 바이어스에 따른 정전용량 감소,ESR/ESL의 주파수 특성,루프 안정성(위상여유·이득여유),부하 과도응답 특성,PCB 배선 인덕턴스와 방열 조건등이 함께 반영되어야 하죠.그래서 단순히 툴의 결과값만으로 회로를 확정하지 않고, 설계자가 직접 검토하고 시뮬레이션을 통해 분석하고 실제 제작 후 디버깅 하는 과정을 거치게 됩니다.

Self Turn-on 동작 관련 질문 드립니다.

질문 감사합니다.Self Turn-on은 하프브리지 회로에서 자주 생기는 의도치 않은 턴온 현상입니다.원래는 게이트 드라이버가 신호를 줘야만 MOSFET이 켜지는데,이 현상은 게이트 신호를 주지 않아도 스스로 잠깐 켜지는 경우를 말합니다.이 현상은 주로 하단 MOSFET이 빠르게 켜질 때 발생합니다.하단이 ON 되면 스위칭 노드(Vsw)가 급격하게 GND 근처로 떨어지면서,상단 MOSFET의 드레인 전압(Vd) 이 빠르게 변하게 됩니다.MOSFET 내부에는 드레인과 게이트 사이에 커패시터(Cgd)가 존재하는데,이 커패시터를 통해 전하가 게이트로 전달됩니다.즉, 하단 스위칭으로 생긴 전압 변화(ΔVds) 가 커패시턴스를 타고 상단 게이트 쪽에 영향을 주게 됩니다.이때 상단 MOSFET의 게이트-소스 전압(Vgs) 이 순간적으로 양(+) 방향으로 올라가면,그 전압이 임계값(Vth)을 넘어서면서 상단 MOSFET이 켜지게 되고 이를 Self Turn-on 현상이라 부릅니다.여기에 더해, 회로 배선이나 패턴에는 항상 약간의 기생 인덕턴스(Ls) 가 존재합니다.하단 스위칭 시 전류가 빠르게 변하면, 이 인덕턴스에 의해 L × di/dt 만큼의 전압이 유기됩니다.이 전압이 상단 게이트 루프에 더해지면, 게이트 전압이 더 쉽게 상승해서 Self Turn-on이 심해질 수 있고,반대로 방향이 반대면 게이트 전압이 과도하게 떨어지면서 노이즈나 링잉(진동)이 생길 수도 있습니다.즉, Cgd(기생 커패시턴스) 와 Ls(기생 인덕턴스) 가 동시에 작용해서상단 MOSFET의 게이트 전압을 발생시키고, 그 결과 순간적으로 Self Turn-on 현상이 일어나는 겁니다.

커패시터 용량 질문입니다.

150nF로 변경해도 큰 문제는 없습니다. 다만 커패시터의 용량이 바뀌면 주파수 특성과 노이즈 억제 성능이 약간 달라질 수는 있어요. 일반적으로는 100nF 기준으로 설계하고, 실제 EMI나 노이즈 테스트 결과를 보면서 최종 튜닝하는 경우가 많습니다.그리고 커패시터를 두 개씩 병렬로 다는 이유는 여유 용량 확보와 주파수 특성 보완을 위해서 설계하였습니다.. 같은 용량이라도 여러 개를 병렬로 달면 ESR이 낮아지고 고주파 응답 특성이 좋아집니다. 물론 상황에 따라서 1개씩만 배치하는 경우도 많습니다.

세션5. 저항을 통해 전압분배 질문있습니다.

(사진)질문 감사합니다.전압 분배기에서 저항 비율만 동일하게 두고 저항값을 크게 하면, 우선 분배 전류가 줄어들기 때문에 소모 전력이 크게 감소한다는 장점이 있습니다. 예를 들어 36V 전원을 기준으로 82kΩ과 4.99kΩ을 사용하면 약 0.4mA의 전류가 흐르지만, 이를 10배인 820kΩ과 49.9kΩ으로 바꾸면 전류는 약 40μA 수준으로 줄어듭니다. 즉, 같은 전압 비율을 유지하면서도 대기 전력 손실은 10분의 1로 줄어드는 셈입니다. 이런 방식은 배터리 구동 장치처럼 저전력 설계가 중요한 경우에 특히 유리합니다. 하지만 저항값을 지나치게 크게 하면 몇 가지 부작용이 생깁니다. 첫째, 분배기의 임피던스가 높아져 ADC 입력단이 전압을 충분히 충전하지 못할 수 있습니다. STM32 같은 MCU의 ADC는 내부 샘플링 캐패시터를 빠르게 충전해야 하는데, 소스 임피던스가 너무 크면 샘플 타임을 길게 잡거나 버퍼 오피앰프를 추가해야 정확한 측정이 가능합니다. 둘째, 저항이 커질수록 RC 필터의 시정수가 커지면서 입력 전압이 변할 때 응답 속도가 느려집니다. 예를 들어 C11이 100nF일 경우, 시정수가 4.7kΩ일 때는 약 0.47ms이지만 47kΩ으로 올라가면 4.7ms로 느려져 ADC에 반영되는 시점이 늦어질 수 있습니다. 이러한 점을 고려하여 적절한 저항 값을 선정하였습니다.고급 과정은 현재 열심히 준비하고 있습니다. 아마 개강일자는 12월 중순정도로 예상됩니다만 조금 딜레이가 생길 수 도 있습니다. ㅎㅎ추가 질문 있으시면 댓글 달아주세요. 강의 수강해주셔서 감사합니다.

전원회로 질문있습니다.

그림이 무엇을 뜻하는지 잘 이해가 가지 않습니다. 제공해드린 PCB파일을 한번 확인해보시고 다시 질문해주시면 답변 드리겠습니다! GND를 나누는 이유는 강의에서 설명드렸던 것처럼 고전압/고전류가 흐르는 부분과 저전압과의 분리를 위함입니다. 그라운드 분리를 통해 고전압 부근의 스위칭으로 인해 발생하는 노이즈 유입을 최소화 할 수 있습니다.한개는 UART 모듈 전원 근처에 배치하였습니다. 그리고 항상 VDD핀당 하나씩의 커패시터를 달지는 않습니다. 전원 노이즈나, 용량에 따라서 추가로 배치하는 경우가 더 많습니다. 참고해주시길 바랍니다.

최대 입력 전압 관련 질문

질문 감사합니다.답변 드리자면 자료에서의 최대 입력 전압 42V는 리튬배터리 완충 시 최대 전압을 예시로 한 것입니다.현재 ADC Scaling Factor는 0.05144이고 이를 통해 역산해보면 MCU ADC 입력전압은 3.3V까지 가능하므로 3.3V/0.05144 대략 64V까지 측정가능합니다. 추가 질문 있으시면 언제든지 문의주세요. 감사합니다:)