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업계 최초, 전력 손실 Zero, 소형 비접촉 전류 센서 「BM14270MUV-LB」 개발
고신뢰성, 발열 억제 및 초소형을 동시에 실현하여, 모든 산업기기의 저전력화 및 안전성 향상에 기여!

2019년 3월 8일

※2019년 3월 8일 현재 로옴 조사

<개요>

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로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 대전력을 취급하는 데이터 센터의 서버 및 태양광 발전 시스템, 배터리 구동의 드론 등, 전류로 동작 상황을 검출하는 다양한 산업기기 및 민생기기용으로, 「비접촉 검출 · 전력 손실 Zero (발열 없음) · 초소형」을 동시에 실현한 비접촉 전류 센서 「BM14270MUV-LB」를 업계 최초로 개발하였습니다.
「BM14270MUV-LB」는 업무 제휴중인 아이치 제강 주식회사 (Aichi Steel Corp.)의 MI 소자*1 개발 기술과 로옴의 우수한 반도체 생산 기술 및 센서 제어 기술을 융합하여 개발한 신제품입니다. 고감도 및 저소비전류의 MI 소자를 채용한 전류 센서로서, 전류 센서 내에 배선을 연결할 필요가 없는 비접촉 검출이 가능합니다. 동시에 세계 최소 사이즈 (3.5mm×3.5mm)로 저소비전류 동작 (0.07mA, 기존품 대비 1/100)을 달성하였습니다. 또한, 노이즈에 대한 외부 자계 캔슬 기능도 탑재하여, 쉴드 대책 없이도 기판 실장이 가능합니다. 그리고, A/D 컨버터 내장의 디지털 출력으로 마이컴의 부담을 줄여, 더욱 손쉽게 전류를 모니터링할 수 있습니다. 이에 따라, 대전력을 취급하는 산업기기에서 배터리 구동 소형 기기까지 모든 어플리케이션의 전류 검출을 고신뢰성으로 용이하게 실시할 수 있습니다.
본 제품은 2019년 2월부터 샘플 (샘플 가격 1000엔 / 개, 세금 별도) 출하를 개시하였으며, 2019년 7월부터 월 10만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정입니다. 생산 거점은 전공정 로옴 아폴로 주식회사 (후쿠오카), 후공정 ROHM Electronics Philippines Inc. (필리핀)입니다.
앞으로도 로옴은 산업기기 및 IoT 분야에 꼭 필요한 고기능 · 고신뢰성 센서 디바이스를 개발하여, 사회의 안전 · 쾌적성에 기여해 나갈 것입니다.

<배경>

최근, 전 세계적인 에너지 절약 · 안전 의식의 고조 및 환경 규제에 따라, 대전력을 취급하는 데이터 센터의 서버 및 태양광 발전 시스템 등에서 전력의 가시화 및 안전 대책이 요구되고 있습니다. 이에 따라, 전류 센서의 수요도 해마다 높아지고 있습니다. 그러나, 기존의 홀 소자를 채용한 전류 센서의 경우, 소비전류가 많고 감도도 낮아 전류 센서 내에 배선을 연결해야 하는 등, 소형 사이즈와 저손실, 신뢰성을 모두 만족하는 전류 센서가 없다는 점이 과제였습니다.
로옴은 이러한 과제에 대해, 고감도 · 저소비전류의 MI 소자를 채용함으로써, 완전 비접촉의 전류 검출이 가능한 신제품을 개발하였습니다.

전류의 검출 방법 (전류 센서의 종류)

<특징>

1. 비접촉 전류 검출, 전력 손실 zero로 시스템의 고신뢰화에 기여

홀 소자 채용의 기존품은 전류 센서 내에 전류 라인을 배선하지 않으면 전류 검출이 어렵고, 이 때 손실 · 발열이 발생하여, 만일 전류 센서가 파괴된 경우에는 시스템 전체가 동작을 멈출 가능성이 있습니다. 반면에, 신제품은 MI 소자의 고감도 성능에 의해 비접촉 전류 검출이 가능하므로, 고전압을 사용하는 어플리케이션에서도 불필요한 손실 · 발열을 일절 발생시키지 않아, 절연의 필요가 없으므로 심플한 설계가 가능하여 시스템의 고신뢰화에 기여합니다.

2. 소형 · 초저소비전류로 배터리 구동 기기에도 최적

전류 센서의 소비전력 · 전력 손실 비교

기존품은 홀 소자의 소비전류 그 자체가 크므로, 전류 센서로서 제품화할 때 10mA 정도의 소비전류가 발생하게 됩니다.
반면에, 신제품은 MI 소자의 저소비전류 성능에 의해 초저소비전류 동작 0.07mA (5V 동작 시의 소비전력 0.35mW)를 실현, 기존품 대비 1/100의 소비전류를 달성하였습니다. 또한, 기존의 6.0mm × 4.9mm 사이즈를, 신제품은 3.5mm×3.5mm로 제품화함으로써, 업계 최소의 소비전류와 소형 사이즈로 배터리 구동 기기에도 최적입니다.

 

3. 외부 자계 캔슬 기능 탑재로 쉴드 대책 없이 실장 가능

기존품은 지자기 등의 외부 자계로 인해 측정 오차가 발생하므로, 이를 차단하기 위해 자성체의 쉴드를 배치할 필요가 있었습니다. 반면에, 신제품은 기판의 왕복 배선상에 제품을 실장함으로써, 노이즈가 되는 외부 자계를 캔슬할 수 있는 기능을 탑재하였습니다. 본래 검출해야 하는 전류로부터의 자계만을 검출할 수 있어, 쉴드가 없어도 고정밀도의 측정을 실현할 수 있습니다.

외부 자계 캔슬 기능의 원리와 효과

4. 디지털 출력으로 손쉬운 전류 검출 가능

A/D 컨버터 내장의 디지털 출력으로, 서버 등에 실장 시 마이컴측의 부담을 줄여, 한층 더 손쉽게 전류를 검출할 수 있습니다.

<어플리케이션 예>

◇서버 및 태양광 발전 시스템, 축전 시스템, 전력 계측용 미터기 등, 인프라 주변 어플리케이션
◇로봇 및 FA 기기, 에어컨 등의 대전력을 취급하는 기계 설비
◇드론 등, 배터리 구동 어플리케이션
전류 감시 및 모니터링 용도의 모든 어플리케이션에 최적입니다.

<용어 설명>

*1) MI 소자 (Magneto-Impedance 소자)
아이치 제강 주식회사 (Aichi Steel Corp.)가 세계 최초로 개발한 특수한 아몰퍼스 와이어를 사용한 소자로, 자기 및 자계를 검출할 수 있다. 저소비전류로 고감도 검출이 가능하므로, IoT화를 가속화하는 신기술로서 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다.
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