파워 일렉트로닉스 분야에서의 RECOM과 인공 지능

Fiber Optic - High Speed Data Transfer
언뜻 보기에, AI(인공 지능)와 전원 공급 장치 설계는 공통점이 거의 없는 것같이 생각될 수 있습니다. 그러나 RECOM은 이미 제품 및 서비스의 향상을 위해 3가지 이상의 영역에서 AI를 적극적으로 활용하고 있습니다. 이 글을 읽고 인공 지능, 전력 및 RECOM이 어떻게 동의어가 되고 있는지에 대해 알아보세요.

지능형 데이터시트 비교

RECOM은 약 33,000개의 표준 제품을 제조합니다. 제품군에서 제품의 종류가 이렇게 다양한 이유는 고객의 니즈 충족에 필요한 순열과 조합의 수가 방대하기 때문입니다.

심플한 5W DC/DC 컨버터인 RECOM의 REC5 시리즈를 예로 들어 보겠습니다. 이 시리즈는 6종의 입력 전압이 표준으로 공급되고 9종의 출력 전압이 공급됩니다. 즉, 54가지 입력/출력 조합으로 공급됩니다. 또한, 이 시리즈는 4종의 절연 전압 정격 및 6종의 피닝 옵션이 제공됩니다. 플라스틱 케이스 대신 금속 케이스를 선택할 수 있으며, 리모컨 켜기/끄기 기능, 플라스틱 튜브 또는 테이프 및 릴 포장 옵션까지 고려하면 단일 컨버터 시리즈에서 제공되는 표준 제품 옵션의 총 개수가 3,000개를 훌쩍 넘습니다!

고객의 다양한 요구 사항을 충족하기 위해서는 이러한 모든 조합이 필요합니다. 단일 생산 공정에서 기판의 모든 부품에 적용할 수 있도록 SMD 피닝이 필요한 고객이 있고, 충격과 진동에 대한 견고성을 높이고 타 제조사 보조 소스와의 핀 호환성을 위해 스루홀 피닝이 필요한 고객도 있습니다. 그러므로 이러한 다양한 조합이 모두 필요하며 필수적입니다.
Parametric search function on RECOM's website
그림 1: 제조사 웹 사이트에서 파라미터 검색 기능의 예(RECOM)
여기서 문제는 선택의 폭이 너무 방대해 복잡하다는 점입니다. 고객이 기존 DC/DC 컨버터 솔루션을 사용 중이고 이를 RECOM 제품으로 교체하려는 경우 이용할 수 있는 모든 옵션을 검색하는 것이 어려울 수 있습니다. RECOM 웹 사이트에서 파라미터를 입력이 5V이고 출력이 5V인 1W 컨버터로 지정하여 검색하면 5페이지에 달하는 결과가 반환됩니다(그림 1). 경쟁사의 웹 사이트에서 이 검색을 수행하면 결과가 19개인 경쟁사도 있고, 122개인 경쟁사도 있습니다. 이러한 결과가 동등한 수준일까요? 이러한 업체 간의 차이점은 무엇일까요?

바로 여기에서 인공 지능이 유용할 수 있습니다. RECOM은 현지 대학과의 적극적인 협력을 통해 여러 제조사의 PDF 데이터시트에서 데이터를 추출하여 비교를 수행하는 AI 시스템을 개발하고 있습니다. 이는 작은 작업이 아닙니다. 왜냐하면 제조사마다 스타일, 텍스트 글꼴, 데이터시트 레이아웃이 다르기 때문입니다.

게다가 숫자 데이터가 다른 방식으로 표시되거나(예: 1A 또는 1000mA), 다른 방식으로 측정되거나(예: 10~100% 또는 25%~100% 부하를 초과하는 부하 조정), 정보가 불완전(예: 60초 절연 시 2kVDC 대신 2kV 절연)하기도 합니다. 소프트웨어는 다양한 데이터시트의 여러 부분에서 제공되는 유사한 정보를 검색하고 이를 인식할 뿐만 아니라 해당 정보에 대한 맥락을 이해하여 데이터가 실제로 동일한지를 판단해야 합니다.

현재는 이러한 작업을 경험이 풍부한 숙련된 부품 엔지니어가 수행합니다. 인공 지능이 이러한 숙련도를 대체할 수는 없지만, 절차의 속도를 대폭 가속화하고 호환 가능한 몇 개의 후보 부품을 선정하기 위해 수백 장의 데이터시트를 면밀하게 살펴보는 시간이 오래 걸리는 작업을 대체할 수 있습니다.

무인 운반 차량 시스템용으로 최적화된 분산 전원 아키텍처

Illustration of AGV from the outside and its power supply from the inside
그림 2: 일반적인 AGV 서브시스템(출처: Hirose Electric)
많은 회로 설계에는 여러 보드 수준 전원 공급 전압이 필요합니다. 그러한 예로는 도심의 포장 도로를 따라 자율 주행 방식으로 택배 또는 식품을 배달할 수 있는 무인 운반 차량(AGV)이 있습니다. AGV에는 동영상 카메라, 초음파, 레이다, LiDAR 거리계를 통한 물체 감지, GPS 방향 시스템, 마이크로컨트롤러, 여러 모터 드라이버 등 다양한 기능 블록이 필요하며, 이 모든 블록은 일반적으로 48V 리튬이온 배터리 팩이 사용되는 1개의 충전식 배터리로 구동됩니다(그림 2).

이러한 모든 기능 서브시스템에는 전원이 필요하며, 이러한 전원은 48V 배터리 팩에서 공급됩니다. 배터리 전압은 부하 및 충전 상태에 따라 달라지며, 24V(방전 시)~54V(새로 충전 시)이고 과도 입력 범위는 20V~60V1입니다 . 조정된 보드 수준 전압은 모터 컨트롤러의 경우 +15V, 카메라 및 초음파 센서의 경우 +12V, LiDAR 시스템의 경우 +300V, GPS 서브시스템의 경우 3.4V, 마이크로컨트롤러, 인터페이스 및 메모리 IC의 경우 +5V, +3.3V, 1.8V 및 1.2V일 수 있습니다. 휠 모터 드라이브의 전원은 배터리에서 직접 공급됩니다. 물론, 이러한 보드 수준의 전원공급장치는 다양한 전압 레귤레이터 및 DC/DC 컨버터에 의해 공급되지만, 무엇이 최적의 방식일까요? 48V 배터리를 통해 개별적으로 전원을 공급하거나 고전류 DC/DC 컨버터를 통해 각 시스템에 대한 LDO 레귤레이터로 공급을 감소시키고 조절하거나 이 둘을 조합해야 할까요? (그림 3).
Graphics of two power supply solutions for the AGV board
그림 3: AGV 보드용으로 가능한 2가지 분산 전원 솔루션: 중앙집중식 및 분산형
그림 3의 2가지 전원 공급 장치 전원 트리 솔루션은 동일한 최종 결과를 제공합니다. 위의 분산형 솔루션은 효율은 높지만 가격이 저렴하지 않은 더 많은 DC/DC 컨버터 모듈을 사용합니다. 아래의 중앙집중식 솔루션은 위의 솔루션보다 더 많은 저비용 LDO(low-dropout) 레귤레이터를 사용하지만 변환 손실이 더 높습니다. 배터리 수명을 최대한으로 연장하기 위해서는 전체 효율을 극대화하는 것이 가장 중요한 요소일까요? 아니면 비용이 가장 중요한 기준일까요? 아니면 합리적인 비용으로 우수한 효율을 제공하는 더 최적의 솔루션을 달성할 수 있는 다른 전원 트리 배열이 있을까요? 숙련된 설계자가 지정된 기술 사양에 따라 전원 공급 장치 트리에서 적합한 소켓을 선택할 수 있도록 지원을 제공하는 CAD 소프트웨어 프로그램이 있지만, 인공 지능은 이 절차를 개선하여 경험이 더 적은 전력 엔지니어가 최저의 비용으로 최고의 성능을 달성하는 최적의 솔루션을 찾을 수 있도록 지원합니다.

RECOM은 이러한 자동화된 설계 플랫폼을 개발하는 AI 소프트웨어 기업과 협력하여 맞춤형 솔루션을 공급하고 있습니다. AI 알고리즘은 애플리케이션의 기능적 요구 사항을 직관적으로 파악하고, 프로젝트 설계, 회로도 및 문서를 자동으로 생성하며, 최적의 부품을 선택하여 프로젝트 파라미터에 가장 적합하도록 설계를 간소화할 수 있습니다.

마케팅 분야에서의 AI

Video still from an A.I. generated avatar with audio and video commentary
그림 4: 오디오 및 동영상 코멘트가 포함되고 AI가 생성한 합성 아바타의 동영상 스틸컷. 몇 시간에 불과한 제작 시간
대부분의 사람들은 작성된 질문에 머신러닝을 활용한 지능적인 답변을 제공하는 '대규모 언어 모델'인 ChatGPT에 대해 들어본 적이 있을 것입니다. 2022년 말에 출시되었을 때, ChatGPT는 몇 개월 만에 1억 명이 넘는 사용자를 확보하며 가장 빠르게 성장하는 소프트웨어 애플리케이션으로 자리잡았습니다. 기존 무료 버전의 성공을 토대로, 최신 유료 버전에서는 AI의 기능이 확장되어 사용자의 입력에 따라 텍스트뿐만 아니라 이미지도 생성할 수 있습니다. 최근에는 다른 AI 플랫폼에서도 텍스트와 이미지 입력을 기반으로 음성 해설이 포함된 아바타 동영상을 만들 수 있습니다.

RECOM은 이러한 AI 툴을 사용하여 간단한 블로그 게시물과 짧은 동영상을 제작하여 신제품의 출시를 홍보하고 있습니다(그림 4). RECOM은 평균적으로 매주 신제품을 출시하는 매우 혁신적인 기업입니다. 방대한 고객층(10만 명 이상 고객)에게 매주 문자를 보내고 보도 자료를 발표하지 않고도 이러한 신제품을 빠르고 간단하게 전달할 수 있어야 하므로, 짧은 블로그, 팟캐스트 또는 YouTube 동영상은 부담스럽지 않게 고객에게 정보를 제공할 수 있는 이상적인 방법입니다. 그렇지만 기존에는 동영상 촬영, 오디오 녹음, 이미지 애니메이션 제작하기 위해 비용과 시간이 많이 소요되기 때문에, RECOM은 시간과 리소스를 추가로 투자할 가치가 있는 주요 제품만 엄선해야 했습니다.

AI를 활용한 자동 텍스트, 오디오, 동영상 생성 기술 덕분에 필요에 따라 제공되는 정보 제공 동영상, 팟캐스트, 블로그를 생성할 수 있게 되어 고객의 시간을 절약하고 전송되는 이메일이 감소하는 동시에 지속적으로 확장되는 제품군에 대한 최신 정보를 제공할 수 있게 되었습니다. 또한, 현지 시장을 지원하기 위해 다양한 언어로 새 동영상을 신속하게 제작하며, 마지막 순간에 수정되거나 새로운 기능이 추가되는 경우에도 고객 커뮤니케이션을 신속하게 업데이트할 수 있습니다. 당연한 이야기지만, RECOM의 전문가들은 게시하기 전 항상 자료를 교정합니다.

AI 생성 동영상, 텍스트, 오디오 트랙의 기능이 지속적으로 발전함에 따라 마케팅 활동에서 창의성을 향상할 수 있는 기회가 점점 더 확대되고 있습니다. 예를 들어, 고객의 현지 언어로 더욱 포괄적인 정보를 제공하거나 계층화된 제품 마케팅 전략을 실현하는 것이 가능합니다. 이러한 접근법에는 더 광범위한 고객을 대상으로 주요 이점을 간략하게 소개하고, 수준이 더 높은 사용자를 대상으로 기술 발전과 기능에 대한 자세한 설명을 제공하는 방식이 포함됩니다. 단순한 제품이 아닌 솔루션의 공급에 주력하는 기술 기업인 RECOM에서 인공 지능 소프트웨어는 기업의 미래를 구축하기 위해 매우 중요한 역할을 합니다. AI가 엔지니어와 영업 지원팀의 심오한 지식, 역량, 경험을 대체할 수는 없지만, 고객 서비스 강화와 관련해서는 유용한 역할을 합니다. RECOM의 목표는 AI를 활용하여 서비스의 전반적인 품질을 향상하고 고객에게 더욱 개인화되고 효율적인 경험을 제공하는 것입니다.

참고: 마지막 문단은 AI로 작성되었습니다.

1LV148 자동차 표준에 따른 사양