회로도 완성하고 BOM 작성했다. 저항 1kΩ 50개, 커패시터 100nF 30개, 이런 식으로.
“저항은 그냥 1kΩ 아무거나” 했던 게 문제였다.
저항 정밀도
AD7280A 셀 입력에 1kΩ 저항을 달았다. 부품함에서 대충 집었다.
셀 전압 측정해보니까 어떤 건 정확하고 어떤 건 10mV 넘게 틀렸다. 패턴도 없었다.
저항을 멀티미터로 측정해봤다.
R1: 1023Ω (+2.3%)
R2: 987Ω (-1.3%)
R3: 1048Ω (+4.8%)
R4: 962Ω (-3.8%)
5% 오차 저항이라 그런 거였다. 입력 저항이 다르면 AD7280A 내부 샘플링 커패시터 충전 시간이 달라져서 오차가 생긴다고 한다.
1% 정밀 저항으로 바꾸니까 측정 오차가 ±3mV로 줄었다.
온도 계수
1% 저항으로 바꿨더니 상온에서는 좋았다. 근데 겨울 되니까 오차가 다시 커졌다.
0도에서 8mV 드리프트, -10도에서 15mV.
저항 온도 계수(TCR)를 확인 안 했다. 일반 후막 저항이 TCR ±200ppm/°C인데, 50도 변화하면 1% 변동이다.
TCR 25ppm 저항으로 바꾸니까 -20도~60도에서 오차 ±5mV 이내로 안정됐다.
정밀 측정용 저항은 정밀도랑 TCR 둘 다 봐야 한다.
커패시터 종류
디커플링 캡으로 100nF를 달았는데, Y5V 유전체였다.
여름엔 괜찮았는데 겨울에 BMS가 이상 동작했다. 확인해보니까 용량이 반토막 나 있었다.
25°C: 100nF
0°C: 72nF (-28%)
-20°C: 55nF (-45%)
Y5V는 온도 특성이 -30% ~ +22%다. 저온에서 용량이 확 줄어든다.
X7R로 바꿨다. 온도 특성 ±15%로 안정적.
디커플링은 X7R, 타이밍 회로는 C0G. 이거 지금은 기본으로 아는데 그때는 몰랐다.
MOSFET 정격
밸런싱 회로에 2N7002 달았다. 흔한 거라서.
2N7002:
- Vds(max): 60V
72V 시스템에 60V 소자를 달았다. Cell 24 밸런싱 회로의 MOSFET이 터졌다. 팩 전압이 드레인에 걸릴 수 있다는 걸 생각 못 했다.
200V 정격으로 바꿨다.
릴레이 접점 용량
프리차지랑 메인 릴레이. 처음엔 저가형으로 샀다.
접점 정격: 10A @ 30VDC
72V 50A 시스템에 저걸 달았다. 몇 번 개폐하더니 릴레이가 녹았다.
DC는 AC보다 아크 소호가 어렵다. 72V DC에서 아크가 안 꺼지고 접점이 녹아붙었다.
자동차용 고전압 릴레이로 바꿨다. 100A @ 450VDC. 가격이 50배 뛰었는데, 싼 거 3개 태워먹은 비용보다 쌌다.
NTC B값
온도 센싱용 NTC. “10kΩ NTC면 다 똑같지” 했다.
10kΩ NTC (B=3380):
50°C: 4.16kΩ
10kΩ NTC (B=3950):
50°C: 3.60kΩ
B값이 다르면 저항-온도 커브가 다르다.
룩업 테이블을 B=3950 기준으로 만들어놓고, B=3380 NTC를 달았다.
실제 온도: 50°C
표시 온도: 56°C
6도 오차. 과열 보호가 엉뚱한 온도에서 동작했다.
B값 맞는 NTC 사서 테이블 다시 만들었다.
단종 위기
이건 부품 선정이라기보단 수급 문제인데.
양산 준비하다가 부품팀에서 연락 왔다. “AD7280A가 NRND래요.”
NRND. Not Recommended for New Design. 단종 예정.
국내 재고 0. 해외 긁어모아서 간신히 1년 치 확보했다.
핵심 부품은 Lifecycle 먼저 확인해야 한다. Active 상태인지, NRND인지, EOL인지.
정리
부품 선정에서 배운 것들:
- 저항: 정밀도(1%)랑 TCR(50ppm 이하) 둘 다
- 커패시터: 디커플링은 X7R, 타이밍은 C0G
- 반도체: 전압 정격은 시스템 전압의 1.5~2배
- 릴레이: DC 정격 따로 확인, 아크 소호 능력
- 센서: 스펙 일치 확인 (B값 등)
- 공통: Lifecycle 확인
“아무거나"는 없다.
다음은 납땜 얘기. 플럭스가 뭔지 몰랐던 시절.