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월간

파워일렉트로닉스

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2014년 05월호 | 발행 아이씨엔 서울시 서대문구 홍제원길 25-13 | Web

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『월간 파워일렉트로닉스』는 온라인(웹진 및 e-Book) 버전으로 제작되어 정보가 필요한 분들께 무료로 제공됩니다.

파워 브리프 PE02 높은 출력 전력을 제공하는 700W L-대역 트랜지스터 PE02 고효율 전력 변환 솔루션 PE03 복잡한 ESD 해결과 서지 보호 기능 SESD 소자 PE03 초소형 무선충전 수신기 파워 포커스 PE04 낮은 정전용량, 낮은 클램프 전압의 온세미 ESD 보호 소자 PE06 Artesyn, 최초의 티타늄 효율성 프론트 엔드 전원 공급 기구 발표 파워 마켓 PE07 세계 전기자동차용 리튬이온 배터리 시장, 2023년 261억 달러 전망 파워 테크 PE08 ams, 배터리 관리 시스템용 비용절감형 무저항 전류 감지 솔루션

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Saving Energy & Power Technologies for Sustainable Future www.icnweb.co.kr

_ PE1

파워 브리프

높은 출력 전력을 제공하는 700W L-대역 트랜지스터

전압 요구를 충족한다. 시스템 디자이너들은 이 40A 파워트

인피니언 테크놀로지스는

레인을 이용해서 단일 위상 또는 다중위상 구성으로 FPGA의

1200~1400MHz 주파수 대

코어 전원 레일을 효율적으로 구동할 수 있다. 이 파워트레인

역의 레이더 시스템을 위

제품은 또한 DDR3, DDR4, QDR 메모리의 VDDQ 전원 레일

한, 업계에서 가장 높은 출

에 이용할 수 있으며 하이엔드 서버와 통신 인프라 시스템에

력 전력(700W)을 제공하는

이용되는 ASIC 및 ASSP의 모든 고전류 전원 레일에 이용할 수

700W L-대역 RF 전력 트랜지스터 제품을 출시한다. 신형 디

있다.

바이스는 외부 부품 수를 줄여 시스템 비용을 절감하고, 신뢰

알테라 www.altera.com

성을 향상시킬 뿐만 아니라 높은 견고성을 달성한다. 레이더 시스템은 특정한 주파수 대역으로 고전력 전자 펄스를

40V~100V NexFET™ MOSFET

방출하고 이 펄스의 반사(return echo)를 검출해서 멀리 떨어

새롭게 출시된 제품은

진 물체의 상을 형성한다. 이 까다로운 애플리케이션에서는

40V ~ 100V에 이르는

펄스 시스템의 파워서플라이에 이용되는 트랜지스터가 매우

입력 전압을 지원하며,

효율적이어야 하며 모든 동작 조건에서 안정적인 신호를 구동

TO-220 및 SON 패키지

할 수 있어야 한다.

로 제공된다. 이들 고효

인피니언의 새로운 전력 트랜지스터 PTVA127002EV는 공중

율 NexFET 디바이스는

트래픽 제어와 기상 관찰 애플리케이션에 이용되는 L-대역 레

40V, 60V, 80V, 100V N채

이더 시스템에 매우 적합하다. 높은 효율로 열 방출을 낮추고,

널로 제공되며, 뛰어난 열 성능을 갖추고 있어 다양한 유형의

700W 출력 및 높은 견고성(10:1 VSWR 부하 불일치를 견딜

고전류 모터 제어 및 전원 애플리케이션에 적합하다.

수 있음)으로 부품 수를 줄일 수 있도록 한다.

새로운 80V 및 100V NexFET 디바이스 2종은 높은 게이트 전

인피니언의 50V LDMOS 전력 트랜지스터 기술을 기반으로 한

하를 유지하면서도 TO-220 패키지로 업계 최저의 온-저항을

PTVA127002EV는 뛰어난 효율을 자랑한다. 300 µS 10% 듀티

달성하여, 개발자들은 보다 높은 전류에서 전력 변환 효율을

사이클 펄스로 측정했을 때 700W의 P1dB 출력 전력, 16dB 이

높일 수 있다. CSD19506은 최대 80V의 입력 전압에서 2.0㏁

득, 낮은 열 저항 특성으로 1200~1400MHz 대역에서 55% 효

의 Rds(on)을, CSD19536은 100V의 입력에서 2.3㏁의 Rds(on)

율을 달성한다.

값을 가진다. 두 제품 모두 플라스틱 패키지를 채택하여 높은

인피니언 테크놀로지스 www.infineon.com

애버랜치(avalanche) 성능을 제공하기 때문에, 스트레스가 높 은 모터 제어 애플리케이션에 적합하다. 또한, 개발자들은 TI

고효율 전력 변환 솔루션

의 WEBENCH 온라인 설계 툴을 사용하여 손쉽게 최신 디바

Altera는 보드 개발자들이 POL(point-of-load) 전원 솔루션

이스를 선택하고 자신만의 전원 설계를 시뮬레이션 할 수 있

을 편리하게 설계하고 극히 낮은 시스템 전력으로 극히 높은

다. TI 코리아 www.ti.com/ww/kr

FPGA 성능을 달성할 수 있도록 하는 새로운 전력 변환 솔루 션을 제공한다고 밝혔다. 이 새로운 전력 변환 솔루션은 모

센서 허브 IDE 및 개발 보드

노리딕으로 이루어진 40A 드라이버 + 동기 MOSFET 파워

퀵로직(QuickLogic Corporation)은 자사의 초저전력 센서 허

트레인으로서 Altera의 고성능 Stratix V, Arria 10, Stratix 10

브 사용자 정의 및 상시 상황 인식 지원을 위한 IDE(Integrated

FPGA 및 SoC의 코어 요구를 충족하도록 설계되었다. 이 새

Development Environment)와 개발 보드를 출시했다. 센서

로운 솔루션은 시스템 디자이너들이 자신의 시스템으로 고

알고리즘 및 소프트웨어에 능숙한 엔지니어를 위해 특별히 개

성능 FPGA를 통합하고자 할 때 필요로 하는 고밀도 고효율

발된 이 도구들은 센서 알고리즘과 소프트웨어 간의 추상화

전력 변환 솔루션을 제공한다. 이 새로운 파워트레인 제품

계층(일반적으로 C 같은 언어로 표현됨)과 하드웨어 구현을

(ET4040)은 고성능 FPGA, 프로세서, 메모리의 엄격한 코어

제공하여 출시 시간을 앞당긴다.

PE2 _

Power Electronics 2014

FFEAT(Flexible Fusion

초소형 무선충전 수신기

Engine Algorithm Tool)라

업계를 선도하는 IDT 무

는 이름의 이 IDE는 엔지니

선충전 제품군을 더욱 확

어가 코드와 알고리즘을 신

장하는 이번 신제품은 Qi

속하고 쉽게 개발하고, 퀵로

와 PMA(Power Matters

직의 ArcticLink 3 S1 초저전

Alliance) 표준을 준수하

력 센서 허브 아키텍처로 컴파일하며, 클럭 주기가 정확한 시

며, 비용에 민감하고 집적

뮬레이션과 실시간 하드웨어 디버깅을 수행할 수 있도록 지

도가 높은 휴대형 애플리케이션에 적합하다.

원한다. 퀵로직의 개발 보드는 센서 허브 하드웨어 개발, 테

IDTP9024, IDTP9025A, IDTP9028은 고집적, 단일칩 무선충

스팅 및 디버깅을 위한 검증된 하드웨어 플랫폼을 제공하여

전 수신기로 각각 PMA와 WPC(Wireless Power Consortium)

FFEAT를 완전하게 만든다. 개발 보드는 플랫폼의 유연성을

Qi 1.1, 듀얼 모드(PMA와 Qi) 표준을 지원한다. 이 제품들

고려하여 USB를 통한 PC 연결, 퀄컴의 Snapdragon™ 기반

은 LDO(low-dropout regulator) 기반의 고효율 아키텍처를

DragonBoard™에 대한 직접 연결 등 호스트 시스템에 대한

사용해 부품수를 최소화함으로써 보드 면적과 BOM(bill-of-

커넥터비티를 지원하도록 개발되었다. 또한 개발 보드에는

materials)을 대폭 줄여준다. 뿐만 아니라 최적화된 제어 로직

간편한 센서 연결, 알고리즘 개발 및 하드웨어 디버그를 위해

을 사용해 전력 손실을 최소화함으로써 디바이스에 대한 무선

타사 센서 보드를 연결하는 데 사용할 수 있는 유연한 커넥터

충전 효율을 향상시킨다. 공간 및 비용에 최적화된 이 무선충

가 있다.

전 수신기는 무선 핸드셋, 휴대전화 케이스, 태블릿에 적합하

퀵로직 www.quicklogic.com

다. 이번에 출시된 IDT의 무선충전 수신기 3종은 모두 고효율 동기식 풀 브리지 정류기와 고효율 LDO, 최신 제어 회로를 단

Artesyn, 새로운 웹사이트 공개

일 칩에 통합하고 있다. IDT www.wirelesspowerbyidt.com

이전 Emerson Network Power의 임베디드 컴퓨팅

복잡한 ESD 해결과 서지 보호 기능 SESD 소자

및 전력 사업부인 Artesyn

IEC가 규정한 8kV 접

Embedded Technologies가

촉방전과 15kV 기중방

새로운 웹사이트를 공개했다.

전 표준을 초과하는 ±

새로운 사이트는 Artesyn의 시

20kV와 ±22kV 기중방

장 선도 임베디드 컴퓨팅 및

전 등급을 보여주는 이

전력 변환 제품 및 기술에 관

소자는 CBE로 인해 발생하는 다양한 보호 문제를 해결해준

한 중요한 정보와 기능에 대한 빠르고 손쉬운 액세스를 제공

다. 차세대 SESD 제품은 단방향 및 양방향 보호 형태로 출시

하는 사용자를 위해 고안되었다. Artesyn은 이 새로운 사이트

되며 1, 2, 4 채널로 구성되어 있다. 이들 제품은 0201 및 0402

로 전력 공급을 위한 검색 방법의 더욱 광범위한 다양성, 애플

크기로 표준 flow-through 패지키로 제공된다. 20kV 접촉 방

리케이션 또는 업종 별 컴퓨팅 제품의 더욱 간단한 구분 및 간

전 보호기능 외에 이 소자의 서지 용량(4채널 어레이 - 2.2A

결화된 연락 프로세스를 포함한 다수의 개선사항을 실행하였

및 1, 2채널 소자 - 2.5A)은 보다 견고한 성능을 제공한다. 고

다. 새로운 웹사이트는 방문자들에게 업계에서 가장 광범위

주파 스펙트럼에서 SESD 소자의 입력 커패시턴스는 0.15pF(

한 표준 ac-dc 및 dc-dc 전원 공급을 제공하며, 회사 자체가 설

양방향)와 0.30pF(단방향)으로 USB, HDMI, eSATA, 기타 고

계하고 제조한 ATCA 솔루션의 가장 완전한 포트폴리오, 파워

속 신호를 필요로 하는 제품의 요구사항을 충족시킨다. 이 소

아키텍처 프로세서를 기반으로 한 가장 광범위한 VME 보드와

자들은 낮은 클램핑 전압(<15V)으로 인해 빠르게 동작하여

더불어 다수의 업계를 위해 혁신적인 컴퓨팅 및 전력 솔루션

ESD 에너지가 민감한 칩셋으로 유입되는 것을 최소화시킨다.

을 제공한다. 아티슨 임베디드 테크놀로지스 www.artesyn.com

TE회로보호 사업부 www.circuitprotection.com

www.icnweb.co.kr

_ PE3

파워 포커스

낮은 정전용량, 낮은 클램프 전압의 온세미 ESD 보호 소자 에너지 효율을 추구하는 혁신적인 기업 온세미컨덕터(www.onsemi.com)가 가장 진보된 인터페이스 기능을 지닌 정전기 (ESD) 억제 소자 5종을 출시했다. 특허 출원 중인 설계 및 공정 기술이 적용된 이 소자들은 초 고속 인터페이스 및 미세 선폭 칩셋 보호에 적합하도록 업계에서 가장 낮은 정전 용량과 정전기 억제 능력 을 제공한다.

ESD8000(과도 전압 억제 소자, TVS)시 리즈는 최대 0.35pF의 정전용량을 가지 며, IEC61000-4-2 레벨 4인 접촉 8000V 와 등가 조건 16암페어(A)에서 정전기 억제 전압(ESD 클램프)을 8V까지 낮춰 준다. 이 극히 낮은 정전용량은 10Gb/s 이상 의 데이터 전송률에서도 데이터 라인 의 신호 무결성을 해치지 않은 채 USB 3.0, USB 3.1, HDMI 2.0, 및 썬더볼트 (Thunderbolt)와 같은 신규 인터페이스 를 지원한다. 과도 전압에 더욱 더 민감 한 20 나노미터(nm) 이하의 선폭을 갖는 반도체 공정기술 발전에 따라, 이 보호 소자의 낮은 클램프 전압은 시스템 레벨

mm 크기의 UDFN-10 업계 표준 패키지

일 패키지 소자이다.

의 ESD 시험에서의 보호 기능을 더욱 개

를 채택하였으며, 과도 전압에 민감한

6라인 ESD8006 은 썬더볼트 및 USB 3.1

선시켜 준다.

두 쌍의 고속 데이터 라인들을 보호할

와 같이 10Gb/s로 동작하는 초고속 인

온세미컨덕터의 보호 솔루션 부문 부사

수 있어 USB 3.0, HDMI 2.0, 및 eSATA

터페이스를 보호하도록 최적화했다.

장이자 총괄 담당인 개리 스트레이커

와 같은 최신 직렬 인터페이스 표준에

0.25pF의 정전용량을 가지는 이 소자는

(Gary Straker)는 “이 새로운 TVS 제품들

적합하다. 플로우쓰루(Flow-through) 형

다른 '플로우 쓰루 패키지'에서 공통적으

에 활용된 혁신적 기술은 ESD 클램프 전

태의 패키지는 인쇄회로기판의 레이아

로 발견되는 “무접속” 핀을 제거한 '싱글

압 분야의 한계를 무너뜨렸을 뿐 아니라

웃을 쉽게 하며 고속 차동 신호 라인들

커넥트 플로우 쓰루 라우팅 패키지'로

극히 낮은 레벨의 정전용량도 제공한다”

사이의 임피던스 일관성을 유지하기 위

데이터 라인과 신호 무결성에 대한 기생

라며 “따라서 이 제품들이 최신의 공정

해 필요한 선로 길이를 일치시킬 수 있

성분 영향을 최소화한다. ESD8040 은

기술을 적용한 현대식 고속 인터페이스

도록 해 준다. ESD8008은 8라인 또는 4

HDMI 인터페이스 및 디스플레이포트 I/

와 집적 회로를 ESD 공격으로부터 보호

개의 차동 신호 쌍의 ESD 보호소자로,

O에 특별히 적합하도록 모든 기능이 집

한다”고 덧붙였다.

HDMI, 디스플레이포트(DisplayPort) 및

적된 ESD 보호 제품이다.©

4라인 ESD8004와 ESD8104는 2.5 x 1.0

V-by-One HS 인터페이스 등을 위한 단

온세미컨덕터 www.onsemi.com

PE4 _

Power Electronics 2014

파워 포커스

Artesyn, 최초의 티타늄 효율성 프론트 엔드 전원 공급 기구 발표 이전 Emerson Network Power의 임베디드 컴퓨팅 및 파워 사업부였던 Artesyn Embedded Technologies가 자체 표준 제품 범위: DS3000TE-3에서 최초의 티타늄 효율 벌크 프론트-엔드 전원 공급 기구를 발표했다.

이 새로운 3000W 전원 공급 기구는 Artesyn의 독점 파워 스위칭 기술과 고 밀도 컴포넌트 패키징 기법을 사용하여 서버, 네트워킹, 텔레콤 및 기타 리던던 트 전력 사용처에 고효율 솔루션을 제공 한다. DS3000TE-3은 208~264 V AC 배 선의 현재 용량을 사용하여 시스템이 최 소한의 손실로 최대의 전력을 끌어낼 수 있게 한다. 이 제품은 티타늄 효율성으 로 정의된 50% 부하에 96% 이상의 효율 성에 대해 80 PLUS로 인증되었다. 플라 티늄 효율성 버전인 DS3000PE-3은 또한 Emerson의 DS3000시리즈로 출시되어 24 W/in3의 고전력 밀도를 여전히 제공

용도에 다수의 전원 공급 기구를 병렬시

는 내장 ORing이 특징이며 돌입 전류는

하면서 더욱 비용에 민감한 시스템을 위

킬 때 추가 구성품에 대한 필요를 없앰

55A로 제한된다. 이 전원 공급기는 메

해 고객들에게 대안 옵션을 제공한다.

으로써 비용 효과성을 극대화한다.

인 및 스탠바이 출력의 부족전압, 과전

Artesyn DS3000 시리즈 전원 공급 기구

Artesyn DS3000 시리즈 전원 공급 기구

압 및 과전류, 팬 고장 및 온도 과부하와

는 전원 관리 회로망용으로 4.5A에 정격

는 완전히 디지털화되어 있으며 Artesyn

같은 고장 상태에 종합적으로 보호된다.

출력된 12 V DC스탠바이와 함께 분산

의 범용 PMBus™ 그래픽 사용자 인터페

스탠바이 출력은 과전압과 과전류 상태

전력 아키텍처를 사용하여 시스템에서

이스와 호환되어 업계 표준 PMBus 통신

에서 자동으로 복구되며, 메인 출력은

다운 스트림 dc-dc 변환기 공급을 위한

프로토콜을 사용하여 통합 I2C 인터페

경미한 단기간의 전류 과부하로부터 복

12 V DC의 주 페이로드 출력을 생성한

이스를 통해 제어가 가능하다. 광범위한

구되지만, 모든 과전압 상태와 지속적인

다. DS3000시리즈의 주 DC 출력은 최대

성능 모니터링 설비로 시스템 통합 기업

과전류 고장을 래치한다. 고장 시, 이 전

250A를 전송하며, 레귤레이션 내에서 제

이 입출력 전압과 전류 이외에도 고도의

원 공급 기구는 쉽고 빠르게 교환할 수

로 부하까지 내려간다. 겨우 4.15 x 2.78

전력 관리 체계를 실행할 수 있으며, 실

있으며, 일단의 전면 패널 LED가 고장

x 11 인치 (105.5 x 61.5 x 282.6mm) 크

제와 반응성 입력 전력과 전력 공급 온

장치를 표시하는 한편, 반대쪽 끝 ac 입

기의 여섯 개 장치가 표준 19인치 랙에

도값을 I2C 버스 인터페이스를 통해 불

력과 dc 출력 커넥터와 싱글 레버 트레

들어 맞아 전체 16.2 kW를 용량을 생성

러올 수 있다.

이 잠금 메커니즘이 제거와 교환을 쉽게

한다. 활성 전류 공유는 아주 높은 전류

Artesyn DS3000 시리즈 전원 공급 기구

한다.© www.artesyn.com

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Power Electronics 2014

파워 마켓

세계 전기자동차용 리튬이온 배터리 시장, 2023년 261억 달러 전망 고성능 아날로그 IC 및 센서 전문기업인 ams (지사장 이종덕)는 PCB내 구리 트랙(copper track)에 대한 전 압 강하를 모니터링함으로써 ±1%의 정밀도까지 전류를 측정하는 레퍼런스 디자인 보드를 출시했다고 밝 혔다.

전기 자동차의 꾸준한 판매 증가는 전

David Alexander는 “리튬이온 배터리로

브리드 전기 자동차와 플러그인 하이브

기자동차 배터리, 특히 리튬이온 배터

의 교체는 리튬이온이 자동차 업계에서

리드 전기자동차의 경우 배터리 시장

리 기술의 진보를 이끌어 왔다. 초기 하

지속적으로 성능을 발휘할 수 있는 소재

에서의 점유율이 조금 감소되는 반면

이브리드 자동차는 니켈-수소(NiMH) 하

임을 입증해주고 있다. 대부분의 주요

Stop-Start 자동차(SSV)의 전체 판매량

이브리드 배터리를 사용했지만 최근 플

자동차 제조사들은 지난 2년간 에너지

증가와 리튬이온 배터리 사용으로 이 부

러그인 전기자동차(PHEV)에는 리튬이

저장용으로 리튬 이온 배터리를 사용한

분의 점유율은 꾸준히 증가할 것이다.

온 배터리가 쓰이고 있다. 본 보고서에

배터리 전기자동차(BEV)와 플러그인 하

따르면 세계 전기자동차용 리튬이온 배

이브리드 전기자동차(PHEV) 모델을 선

전기차, 리듐이온 배터리로 교체 중

터리 매출은 2014년 60억 달러 미만에서

보이고 있다”고 밝혔다.

본 보고서에서는 세계의 전기자동차용

2023년 261억 달러로 성장할 전망이다.

배터리 전기자동차 증가로 인해 리튬이

배터리 중 특히 리튬이온 배터리 시장에

Navigant Research의 선임 연구원인

온 배터리 수요도 증가할 것이다. 하이

초점을 맞추어 향후 리튬이온 배터리 시 장 동향과 차량 종류별 내 역, 전기자동차의 로드맵( 하이브리드 자동차, 플러 그인 하이브리드 자동차 포함), 성능 향상과 가격 전망, 기타 에너지 저장 기 술과의 경쟁 상황, 주요 제 조업체 및 소비자 개요, 각 지역 시장의 향후 전망 등 의 분석 결과를 확인할 수 있다.© www.navigantresearch. com

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파워 테크

ams, 배터리 관리 시스템용 비용절감형 무저항 전류 감지 솔루션 고성능 아날로그 IC 및 센서 전문기업인 ams (지사장 이종덕)는 PCB내 구리 트랙(copper track)에 대한 전 압 강하를 모니터링함으로써 ±1%의 정밀도까지 전류를 측정하는 레퍼런스 디자인 보드를 출시했다고 밝 혔다.

ams에서 이번에 새롭게 개발한 기술은 데이터수집 프론트엔드 IC인 AS8510을 이용하여 기존 전류센싱 애플리케이션 에서 일반적으로 사용되는 정밀 션트 저 항을 제거함으로서 배터리 관리 시스템 을 디자인하는 개발자들이 BOM 비용을 줄일수 있게 한다. 낮은 온도 드리프트 를 가진 정밀 션트 저항의 대량 양산가 격은 보통 1.5달러 정도 한다. 정밀한 전류 측정은 배터리 충전상태와 건강상태를 모니터링하는 기능을 제공 하는BMS에서 필수적인 기능이다. ams 의 새로운 레퍼런스 디자인 보드는 BMS 에서 전류 측정 기능을 위한 청사진을 제시하며, 전기자전거(e-bike, pedelec) 를 비롯해 최고40A까지 전류를 소모하

10mm 부분에 대한 전압 강하를 감지하

전류 측정을 실현할 수 있다는 것을 의

는 기타 애플리케이션에 적용될 수 있

여 전류를 측정하는데 사용된다. 나머지

미한다.

다. 또한 같은 디자인을 PCB상의 구리

다른 채널은 구리 트랙의 온도를 측정한

ams의 번드 게스너 (Bernd Gessner) 부

트랙 저항만 변경사용하여, 최고 100A까

다. 이 온도 측정은 AS8510에 내장된 온

사장 겸 자동차 사업부 총괄 매니저는

지 전류를 측정할 수 있도록 쉽게 조정

도센서나 별도 외부 온도 센서를 통해

“정밀 100µΩ 저항과 동반되는 시스템

될수 있다.

실행될 수 있다.

에서, AS8510은 몇 mA에서 수 kA까지

새로운 ams 레퍼런스 디자인은 AS8510

ams에 의해 개발된 보정 알고리즘을 적

이르는 전류 범위에서 ±0.5%의 매우 높

의 매우 우수한 감도 및 정밀도를 이용

용하면, AS8510은 온도별 변화하는 구리

은 정밀도를 제공한다”면서 “ams의 새로

하는 장점이 있다. AS8510은 두 개의 측

트랙의 저항특성 영향을 제거할수 있다.

운 레퍼런스 디자인은 동일한 디바이스

정 채널을 제공하는 고집적 데이터 수집

즉, 이 제품은 흔히 필수 요건으로 알려

(AS8510)가 정밀 저항을 완벽하게 제거

프론트엔드 IC이다.

진 정밀 션트 저항이 없이도 낮은 온도

하면서 정확한 측정을 위해 어떻게 사용

두 개 채널 중 하나는 정해진 저항 값과

계수를 이용해 전체 동작 온도범위(-40

될 수 있는지 보여준다”고 말했다.©

온도 계수를 이용해 PCB내 구리 트랙의

°C ~ +125°C)내에서 ±1%까지 정밀하게

AMS www.ams.com

PE8 _

Power Electronics 2014