PI Expert FAQ

다음은 PI Expert 파워 서플라이 설계 소프트웨어의 설치 및 사용을 돕기 위한 정보입니다.

I. 일반
II. 설정 및 설치
III. 파워 서플라이 설계
IV. 최적화

I. 일반

PI Expert Online의 새로운 기능

웹 브라우저를 통해 액세스 - 소프트웨어 설치가 필요하지 않음
추가되는 새로운 기능과 업데이트를 받을 수 있음
모든 PI xls 통합 – 다른 프로그램을 실행할 필요가 없음

II. PI Expert Online과 호환되는 브라우저

다음 표에서는 PI Expert Online 브라우저 호환성을 보여 줍니다.

브라우저	버전*	지원 여부	제한된 지원**
Internet Explorer	11	O
	10	O
	9		O
Google Chrome	33	O
	32		O
	31		O
	30		O
Firefox	28	O
	27		O
	26		O
	25		O
Opera	20		O
Safari	5.17		O

*PI Expert Online은 출시되는 새로운 버전을 지원하는 것을 목표로 합니다.
** PI Expert를 사용하려면 HTML5가 필요합니다. 이전 버전 브라우저는 완전히 호환되지 않을 수도 있습니다.

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III. 파워 서플라이 설계

- "고정 키 파라미터를 사용한 최적화"는 무엇인가요?

PI Expert는 사용자가 선택한 값으로 특정 파라미터를 고정하여 최적화하도록 최적화 엔진을 제한할 수 있습니다. 이 기능은 사용자가 엔진의 명확한 전력값을 정하기 어려운 경우에 유용하게 사용할 수 있습니다. 예를 들어 엔진이 최적화 루틴을 거치되 VOR 및/또는 KP를 특정 값으로 잠그도록 할 수 있습니다. 엔진은 여러번의 반복되는 절차를 거쳐 자체적으로 제한한 상위 솔루션을 나타냅니다. 때로는 엔진에 너무 많은 제한을 가해 최적화 과정이 최적화되지 않은 결과를 렌더링하게 되는 경우도 있습니다.

- PI xls 설계의 파일 확장자가 변경되었습니까?

예. 이제 모든 PI xls 스프레드시트의 파일 확장자로 단일 확장자 filename.pixls가 사용됩니다. 이전 설계를 변환하면 이 변환 작업이 자동으로 진행됩니다.

- PI Expert와 PI xls는 왜 트랜스포머 구조에서 다중 병렬 와이어를 사용하나요?

PI Expert 및 PI xls 모두 멀티필러(multifilar) 권선을 사용합니다. 이는 두꺼운 와이어 하나를 사용하는 것 대신 얇은 병렬 표준 와이어를 두 개 이상 사용한다는 것을 의미합니다. 표피 효과로 인한 손실을 최소화하며, 보빈 폭을 채우며, 누설 인덕턴스를 낮춰 보다 최적화�� 설계를 제공합니다.

- PI Expert와 PI xls에서 "핀당 최대 터미네이션값"은 무엇인가요?

PI Expert 및 PI xls 모두 트랜스포머 설계에서 멀티필러 권선을 사용합니다. 이는 두꺼운 와이어 하나를 사용하는 것 대신 얇은 병렬 표준 와이어를 두 개 이상 사용한다는 것을 의미합니다. 더 많은 병렬 와이어를 사용할수록 특히 작은 보빈에서와 같이 핀이 가늘고 와이어가 두꺼운 경우 이들 와이어를 하나의 핀으로 터미네이션하기가 어려워집니다. 이러한 경우 와이어를 두 개 또는 세 개의 다른 핀으로 분리하여 터미네이션하는 것이 좋습니다. "핀당 최대 터미네이션값"은 하나의 핀으로 터미네이션되는 와이어 수를 지정하며 기본값은 핀당 와이어 4개로 설정됩니다. 더 얇은 와이어의 경우 6개로 설정될 수 있으며 더 두꺼운 와이어의 경우 최소 2개가 설정될 수 있습니다.

- PI Expert에서 사용하는 용어에 대한 정의는 어디에서 찾을 수 있나요?

PI Expert 내의 툴바나 팝업 창에 도움말 단추가 있으며 언제든지 F1 키를 눌러 검색할 수 있습니다. 도움말 단추를 선택하면 해당 양식 또는 창과 일치하는 도움말 유틸리티가 실행됩니다. 자주 하는 질문에 대한 답변, 용어 및 소프트웨어 사용법에 대한 가이드라인을 개별 도움말 섹션에서 찾을 수 있습니다. 일반 파워 서플라이 용어에 대한 자세한 내용은 선택한 디바이스의 애플리케이션 노트를 읽어 보십시오. (세부사항은 도움말 참고).

- 어떻게 마이너스 DC 출력을 사용하는 설계를 지정할 수 있나요?

총 출력이 2개 이상(마이너스 출력은 메인 출력이 될 수 없음)인 경우 PI Expert는 하나의 마이너스 출력을 허용합니다. 단일 마이너스 출력이 필요한 설계를 하려면 마이너스 DC 출력을 플러스 값으로 입력하기만 하면 됩니다. 트랜스포머 핀 아웃과 이로 인한 PCB 레이아웃을 결정할 때 어느 출력이 마이너스인지를 꼭 기억하십시오.

- 트랜스포머 최대 전력 용량(PMAX)은 어떻게 결정되나요?

트랜스포머 전력 용량은 면적 지수 계산법(Ae x Aw)을 사용하여 결정됩니다. 효율, 디바이스 스위칭 주파수 및 트랜스포머 마진이 이 계산에 반영됩니다.

- "왼쪽 마진" 및 "오른쪽 마진"은 무엇인가요?

PI Expert와 PI xls에서는 보빈의 마진을 보다 유연성 있게 지정할 수 있습니다(수평 보빈의 경우 왼쪽과 오른쪽에 마진 지정, 수직 보빈의 경우 윗면과 아랫면에 마진 지정). 이는 비대칭 마진을 지정할 때 특히 유용합니다. PI xls의 경우 파라미터 M은 필요한 총 마진의 절반을 나타냅니다. 따라서 M이 3.0mm로 지정되면, 소프트웨어는 보빈의 왼쪽(또는 윗면)에 3.0mm, 보빈의 오른쪽(또는 아랫면)에 3.0mm에 있음을 가정할 수 있습니다.

- 일부 갭 코어 유효 인덕턴스 계산(ALG)에 일관성이 없습니다. 버그인가요?

PI Expert는 ALG 계산에서 정수가 아닌 1차측 턴 수를 사용합니다. 대부분의 경우 1차측 턴 수가 많기 때문에 이로 인한 오류는 아주 적습니다. 마그네틱 공급업체에 문의하여 ALG 값을 변경하십시오.

- 기본 효율 예상값의 기준은 무엇인가요?

기본 효율은 AN-21(TOPSwitch-II), AN-26(TOPSwitch-FX) 및 AN-29(TOPSwitch-GX)에 나타난 효율 곡선을 기준으로 합니다. TinySwitch-II 효율은 예상치이며 실제 파워 서플라이 평가를 기준으로 합니다. 이 곡선은 AC 입력 범위 및 출력 전압에 제공된 파워 서플라이 효율을 예상합니다. 5V와 12V 사이의 출력 전압의 경우, 효율은 선형보간법을 사용하여 예상됩니다. PI Expert는 5~12V 바깥 범위의 출력에 대한 효율 편차를 예상합니다.

- PI Expert를 사용하여 패키지를 선택하고 써멀 평가를 수행할 수 있나요?

PI Expert는 2차측 다이오드뿐만 아니라 PI 디바이스에 필요한 히트싱크 크기를 예상합니다. 이 크기는 PCB, 알루미늄 시트 금속 또는 알루미늄 압출관형 히트싱크에서 사용되는 히트싱크 유형입니다.

PCB 히트싱크에 있는 동판의 경우, 히트싱크에 정사각형 형태의 영역이 사용되었다고 가정합니다. 해당 영역의 모양은 히트싱크의 효율적인 써멀 저항과 유용성에 큰 영향을 줍니다.

알루미늄 시트 금속 히트싱크의 경우, 높이 20mm 직사각형 형태의 영역이 사용되었다고 가정합니다. 이 계산은 두께가 1.6mm인 알루미늄 합금(3003 또는 5052)이라는 가정하에 이루어집니다.

외부 압출형 히트싱크의 경우, 소프트웨어는 데이터시트 써멀 저항을 20%까지 내린 다음 필요한 크기에 대한 권장 사양을 지정할 수 있습니다.

PI Expert는 패키지 손실을 파악하기 위해 AN-21, AN-26 및 AN-29와 결합하여 활용할 수 있습니다. 디바이스 손실이 약 1.5W(오픈 프레임) 또는 1W(어댑터/엔클로저)를 초과하고, 주위 온도가 50°C라는 가정하에 일반적으로 히트싱크가 적합한 Y-패키지 및 E-패키지를 고려해야 합니다.

극한의 작동 온도, 부적절한 레이아웃, 높은 고도, 효율적이지 않은 트랜스포머 설계 및/또는 제한적인 공기 흐름이 써멀 설계를 저해할 수 있습니다. 최대에 가까운 전류 용량을 사용하는 경우, 파워 인테그레이션스(Power Integrations)는 모든 TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, PeakSwitch 제품에 대해 110°C의 최대 작동 정션(칩) 온도를 권장합니다. 이렇게 하면 일반적으로 최소 디바이스 써멀 셧다운에 적절한 설계 마진을 제공하며, 디바이스 및 장치 간 편차를 고려할 수 있습니다.

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IV. 최적화

- 입력 커패시터, TOPSwitch/TinySwitch-II 및/또는 사용하고자 하는 트랜스포머로는 최적화가 해결되지 않습니다. 어떻게 이 문제를 해결할 수 있나요?

출력 전력이 디바이스 용량보다 초과한 경우 최적화 툴은 요구사항에 가장 적합한 디바이스 조합을 선택합니다. 이 조합은 메인 메뉴의 Active Design(활성화 설계) 내에 있는 Optimization Parameters(최적화 파라미터)에 따라 달라집니다. 최적화에서 기본 디바이스보다 작은 디바이스를 선택하면, 사용자가 기본 설정 부품을 강제로 선택할 수 있습니다. 간단하게 PI 디바이스 선택 대화 상자에서 원하는 디바이스를 선택한 다음, 솔루션 필터 대화 상자에서 코어 스타트 항목 및 코어 터미네이션 항목이 동일하며 소프트웨어에서 설계하고자 하는 코어인지를 확인합니다. 그런 다음 최적화 단추를 클릭하면 소프트웨어가 디바이스 및 트랜스포머 크기에 관한 추가 제한 사항이 있는 솔루션을 표시하도록 합니다.

트랜스포머 전력 처리 용량은 면적 지수 계산법(Ae x Aw)을 사용하여 결정됩니다. 파워 서플라이 효율 및 스위칭 주파수가 이 계산에 반영됩니다.

모든 경우 최적화는 최적의 입력 커패시터를 선택합니다. 사용자는 이 부품 선택을 오버라이드할 수 없습니다. 다른 입력 커패시터가 필요한 경우 사용자는 수동 설계를 해야 합니다. 또는 입력 커패시터 평균 DC 전압에 해당되는 DC 입력 전압을 입력한 후, 지정된 내용으로 다시 설계하도록 소프트웨어에 요청할 수 있습니다.

- 비용 및 효율 최적화에 대한 효율 예상치가 동일한 이유는 무엇인가요?

PI Expert는 전류 파형 파라미터가 AN-21, AN-26, AN-29와 일치한다고 가정합니다(전력 요구 사항, AC 입력 전압 및 사용된 PI 디바이스에 따라 다름). 그러므로 효율 예상치는 최적화 목표의 변경 사항을 고려하지 않습니다. 효율에 최적화된 트랜스포머 설계를 사용한 프로토타입의 효율이 비용에 최적화된 설계의 효율보다 더 높아야 합니다.

- 비용 최적화란 무엇인가요?

코어, 2차측 턴, 2차측 출력 적층 구성 및 출력 다이오드의 서로 다른 조합을 사용하는 설계들은 비용 최적화 프로세스 동안 소프트웨어 기준에 기반해 점수가 매겨집니다. 가장 많은 점수를 얻는 설계가 최적화 프로세스 동안 유지됩니다. 프로세스가 성공적으로 완료되면, 가장 우수한 설계 목록이 표시됩니다. 그런 다음 사용자의 애플리케이션에 가장 적절하다고 생각되는 설계를 선택할 수 있습니다.

비용 최적화는 다음과 같은 핵심 개념을 바탕으로 합니다.

지정된 전력을 전달할 수 있는 가장 작은 PI 디바이스가 먼저 선택됩니다.

이 단계는 데이터시트에 기재된 디바이스의 정격 전력이 지정된 전력보다 큰지 단순히 확인만 하는 것이 아닙니다. 최적화에서 이 첫 번째 단계에서는 최대 듀티 사이클(DMAX), 1차측 피크 전류(IP), 권선비에 의해 발생된 전압(VOR) 및 1차측 리플 전류에 대한 피크치(KP) 등과 같은 핵심 동작 파라미터가 고려됩니다.
그런 다음 지정된 전력을 전달할 수 있는 가장 작은 트랜스포머 코어를 선택합니다.

적절한 PI 디바이스를 선택하는 것과 비슷하게 트랜스포머 코어의 선택은 핵심 동작 파라미터를 이용해 만들어집니다. 일부 파라미터는 자속 밀도(BM 및 BP), 갭 길이(LG), 1차측 레이어(L) 및 보빈 권폭 적합성 요소(FF) 내의 실제 권선 크기를 포함합니다.

- 효율 최적화란 무엇인가요?

효율 최적화는 TOPSwitch 및 DPA-Switch 제품군에 사용할 수 있습니다. 효율 최적화 방법을 이해하는 데 결정적인 두 개의 주요 요소가 있습니다.

디바이스의 전류 제한에 대한 마진을 가지고 지정된 전력을 제공할 수 있는 PI 디바이스가 선택됩니다.

PI Expert 효율 최적화 과정은 지정된 전력을 전달할 수 있는 가장 작은 PI 디바이스를 먼저 찾아냅니다. 그 다음 설계가 좀 더 연속성을 띄도록 소프트웨어가 1차측 리플 전류에 대한 피크치(KP)를 감소시킵니다. 이로써 1차측 피크 전류(IP)가 감소되고, 결국 1차측 및 2차측 권선에서 피크와 RMS 전류도 모두 감소됩니다. 이러한 전류량의 감소는 전도성 손실을 감소시켜 전체 서플라이 효율성을 증가시킵니다.

그 다음 지정된 전력을 효율적으로 제공할 수 있는 코어가 선택됩니다.

최적화 루틴에서 이 단계는 선택된 코어가 대량 손실 없이 전력을 제공할 수 있도록 합니다. 여기서 손실은 자속 밀도(BM)로 알 수 있는 코어 손실, 1차측 레이어(L)로부터 알 수 있는 동판 손실과 1차측 RMS 전류(KP), 갭 길이(LG)에서 알 수 있는 누설 인덕턴스입니다.

그 다음 비용 최적화에서는 여러 설계들이 시험을 거쳐 최적화 프로세스로 넘어갑니다. PI Expert는 최상의 설계 목록을 검색한 다음 표시합니다.

- 어떻게 최적화가 이루어지나요?

최적화는 다양한 설계 솔루션을 생성하며 파워 인테그레이션스(Power Integrations)의 엔지니어링 스태프가 편집한 Expert 설계 규칙 데이터베이스와 비교합니다. 최적화 엔진은 이 데이터베이스에서 지정된 제한을 충족하거나 초과하는 최소 설계 솔루션을 찾습니다.

파워 인테그레이션스(Power Integrations)는 모든 설계 솔루션이 특정 요구 사항에 맞게 구성되고 확인되도록 권장합니다. 여기에는 안전 검증, 써멀 및 시스템 안정성이 포함됩니다.

- 비용 최적화를 수행하면 "코어 크기가 이 전력 수준(Po)에 비해 너무 작음" 경고가 발생합니다. 심각한 문제인가요?

성공적인 비용 최적화 시에도 이 메시지는 나타날 수 있습니다. 비용 최적화는 지정된 출력 전력의 90% 내인 정격 전력(PMAX)을 갖는 트랜스포머를 고려합니다. 이 경고 메시지는 설계 상에 사용된 코어/보빈이 연속 정격 전력을 사용하고 있음을 말해 주고 있습니다. 이 경우, 파워 서플라이 써멀 성능의 추가 평가가 권장됩니다.

사용자는 코어가 더 큰 솔루션을 고려할 수 있습니다. 그에 따른 결과를 생성하려면 최적화 실행 시 "Solutions Filter(솔루션 필터)" 대화 상자의 코어 스타트/터미네이션 드롭 다운 상자에서 원하는 코어를 설정해야 합니다.

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