내셔널 세미컨덕터, 태양전지 시스템에서 위험한 아크 장애 감지하는 SolarMagic 칩셋 및 펌웨어 출시

 내셔널 세미컨덕터 코리아(대표: 최충원)는 오늘 업계 최초 아날로그 프론트 엔드 집적 회로(IC) 및 멀티밴드 동적 필터링 펌웨어로 구성되어 광전지(PV) 시스템의 위험한 DC 아크 장애를 감지하는 상용 칩셋인 SolarMagic™ 아크 검출 레퍼런스 디자인을 출시한다고 발표했다.

내셔널은 지난 6월 8일부터 10일까지 독일 뮌헨에서 개최된 Intersolar Europe Conference(홀 A1.151 부스)에서  SolarMagic 아크 검출 레퍼런스 디자인을 전시한 바 있다.

오늘날 PV 시스템에서는 간헐적인 연결 또는 절연 장애나 손상으로 인해 DC 회로가 상당한 에너지의 아크를 생성할 수 있다. 온도가 섭씨 3,000도에 달하는 이러한 아크는 주변 인프라와 사람의 안전을 위협한다. 이러한 위험성 문제로 인하여 2011 U.S. NEC(National Electrical Code) 690.11는 새롭게 설치되는 모든 PV 시스템은 아크 장애 회로 검출 및 보호 시스템을 포함해야 한다는 규정을 발표하였다. 내셔널의 새로운 SolarMagic 아크 검출 레퍼런스 디자인에는 아날로그 프론트 엔드 IC와 멀티밴드 동적 필터링(MBDF: Multi-Band Dynamic Filtering) 펌웨어가 포함된다. 또한 아크 장애 조건을 검출하며 시스템 전력을 차단해 아크를 없애도록 경고한다.

내셔널의 태양열 IC 사업부를 책임지고 있는 패트릭 퀸 (Patrick Quinn) 제너럴 매니저는 "내셔널의 이번 SolarMagic 아크 검출 레퍼런스 디자인 출시는 내셔널의 다양한 신호 처리 및 전력 관리 제품 포트폴리오를 바탕으로 태양열 산업 분야에서 PV 모듈 과전압 문제를 이해하고 해결할 수 있도록 수년 간 노력한 결과물이다.” 라며,  “새로운 집적 회로와 함께 우리의 아크 검출 레퍼런스 디자인은 내셔널이 전체 태양열 PV 산업 애플리케이션용으로 개발하고 있는 많은 시스템 중 하나이다”라고 말했다.

내셔널의 SolarMagic 아크 검출 펌웨어 정보

PV 어레이의 아크는 검출이 매우 까다롭다. 전기 아크는 고유하게 식별이 가능한 전자 흔적을 남기지 않는다. 또한 PV 어레이의 전력선은 어레이 주변에 다양한 전자기 간섭을 일으키는 매우 효과적인 안테나 역할을 한다. 또한 인버터가 전력선에 추가 노이즈를 일으킨다. 따라서 PV 어레이가 안전한 조건에서 작동할 경우 장애 알람 없이 위험한 아크 전체를 안정적으로 검출하기 위해서는 정밀 신호 처리 방식이 필요하다. MBDF 펌웨어는 첨단 요약 패턴 인식 방법을 사용하여, 아크 흔적을 고정된 절대 형상과 비교하지 않아도 처리할 수 있다,

내셔널 SolarMagic 아크 검출 칩셋의 기술적 특징

내셔널의 SolarMagic 칩셋은 세 개의 고집적 IC를 특징으로 하는 아날로그 프론트 엔드(AFE: Analog Front End)이다. SM73201MM 16비트, 50 - 250 kSPS, 차동 입력, 마이크로파워 ADC가 AFE 게인 및 필터링 단계 후 아크 신호를 디지털화하고 디지털 신호를 마이크로컨트롤러로 전송한다. SM73308MG 저오프셋, 저노이즈 RRO Op 앰프가 아크 검출 AFE를 위한 Vref 중간값을 제공한다. 또한 SM73307MM 듀얼 정밀, 17 MHz, 저노이즈, CMOS 입력 앰프가 아크 흔적 신호의 필터링과 게인을 제공한다. 추가적인 내셔널 전력 관리 칩으로 다양한 지원 기능을 구현할 수 있다.

가격 및 상용 가능성

평가 보드, BOM(Bill of Material) 및 회로도를 포함하여 RD-195 아크 검출 레퍼런스 디자인은 http://www.national.com/rd/RDhtml/RD-195.html에서 다운로드할 수 있다. SolarMagic 아크 검출 칩셋은 현재 구입이 가능하며 다양한 산업 표준 전자 패키지 형태로 제공되고 있다. 가격은 1,000개 단위 구입 시 7.90달러이다(MBDF 펌웨어에 대한 라이센스 포함). 자세한 사항은 http://www.national.com/en/solarmagic/index.html에서 확인할 수 있다.