모터 제어 시스템은 가전제품부터 산업 자동화, 전기 자동차에 이르기까지 모든 것의 기능에 핵심적인 역할을 합니다. 이러한 시스템에서는 모터 컨트롤러와 모터 드라이버라는 두 가지 핵심 구성 요소가 자주 거론됩니다. 이 두 가지 명칭은 종종 혼용되기도 하지만, 각 구성 요소는 서로 다른 기능을 가지고 있으며 비용, 복잡성, 유용성, 그리고 적용 가능성 측면에서 큰 차이를 보입니다.

모터 드라이버란?

모터와 마이크로컨트롤러는 모터 드라이버라는 전기 장치를 통해 연결됩니다. 모터 드라이버의 주요 기능은 마이크로컨트롤러의 저전력 제어 신호를 증폭하여 모터가 필요한 전압과 전류로 구동될 수 있도록 하는 것입니다. 모터 드라이버는 제어 시스템이 모터에 필요한 전력을 직접 공급할 수 없는 경우 필수적입니다. Arshon Technology

모터 드라이버의 주요 기능

• 모터 전압 제어를 위한 PWM 신호 증폭
• 모터 전류 요구 처리
• 정방향/역방향 제어 및 속도 변조 가능

일반적인 모터 드라이버로는 L298N, DRV8833, TB6612FNG 등이 있습니다.

일반적인 모터 드라이버 유형

• H-브리지 드라이버: DC 모터의 방향 제어에 사용됩니다.
• 하프 브리지 드라이버: 단방향 제어가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 풀 브리지 드라이버: 모터의 양방향 제어를 허용합니다. 핵심 전자 장치
• 3상 드라이버: 브러시리스 DC(BLDC) 및 스테퍼 모터 제어용으로 설계되었습니다.

모터 컨트롤러란 무엇인가?

반면 모터 컨트롤러는 더욱 정교한 장치입니다. 모터를 구동할 뿐만 아니라 모터의 성능까지 관리합니다. 컨트롤러는 속도 조절, 토크 제어, 가속 프로파일 및 제동을 처리할 수 있습니다. 또한, 인코더나 홀 센서와 같은 피드백 시스템을 통합하여 모터의 동작을 실시간으로 모니터링하고 조정하는 경우가 많습니다.

고급 컨트롤러에는 다음이 포함될 수도 있습니다.

• 디지털 신호 프로세서(DSP)
• 폐루프 제어 알고리즘(PID, FOC)
• 통신 인터페이스(CAN, UART, Modbus)
• 안전 및 진단 기능

예로는 VESC(BLDC 모터용), Siemens Sinamics 드라이브, Infineon의 TLE987x 시리즈 등이 있습니다.

일반적인 모터 컨트롤러 유형

• 개루프 모터 컨트롤러
• 폐루프 모터 컨트롤러(서보 컨트롤러)
• 프로그래밍 가능 모터 컨트롤러
• 자속지향제어(FOC) 모터 컨트롤러

모터 드라이버 대 모터 컨트롤러: 비교 개요

모터 드라이버를 선택해야 하는 경우

다음과 같은 경우 모터 드라이버를 사용하세요.

• 모터 켜기/끄기, 방향 전환, 간단한 PWM을 통한 속도 조절과 같은 기본적인 제어가 필요합니다.
• 로직 및 의사 결정을 처리하는 외부 마이크로컨트롤러 또는 PLC가 필요합니다.
• 인코더나 센서 등의 피드백이 필요하지 않은 개방 루프 시스템을 포함합니다.
• 최소한의 소프트웨어로 비용 효율적이고 가벼운 솔루션이 필요합니다.

다음과 같은 기본 시스템에 적용됩니다.

• 선풍기, 펌프, 소형 가전제품
• 장난감 자동차 또는 취미 프로젝트
• 입문자용 3D 프린터

🛠 예: PWM을 사용하여 가변 속도로 DC 모터를 정방향/역방향으로 회전시키기 위해 Arduino와 함께 사용되는 H-브리지 드라이버입니다.

모터 컨트롤러를 선택해야 하는 경우

다음과 같은 경우 모터 컨트롤러를 사용하세요.

• 정밀한 속도, 토크 또는 위치 조절과 같은 고급 모션 제어가 필요합니다.
• 폐루프 피드백(예: 엔코더, 리졸버, 홀 효과 센서)이 필요합니다.
• 여러 모터 또는 축을 통합하고 동기화가 필요합니다.
• 사다리꼴 모션이나 PID 튜닝과 같은 프로파일에 대한 프로그래밍 기능이 필요합니다.

다음과 같은 고급 시스템에 사용됨:

• CNC 기계
• 자율 로봇
• 산업 자동화
• 전기 자동차

🛠 예: 로봇 팔을 위한 필드 지향 제어(FOC) 브러시리스 컨트롤러는 관절 전체의 토크와 부드러운 동작을 관리합니다.

요약표

기준 항목	모터 드라이버 (Motor Driver)	모터 컨트롤러 (Motor Controller)
논리 처리	외부 MCU가 제어함	내장된 논리 및 의사결정 기능 포함
피드백 시스템	거의 사용되지 않음	센서/엔코더와 함께 자주 사용됨
비용	낮음	높음
소프트웨어/프로그래밍	필요 없음 또는 최소한만 필요	일반적으로 필요함
적합한 용도	단순한 작업	복잡하고 피드백 기반의 작업
예시	DC 팬, 펌프, 취미용 모터	서보 시스템, CNC, 로봇, 전기차 등

사례 연구: BLDC 모터 제어

BLDC(Brushless DC) 모터를 제어하는 것을 고려해 보겠습니다.

• 모터 드라이버 사용 시: 위상 편이 PWM 신호를 생성하려면 마이크로컨트롤러가 필요합니다. 센서 입력에 따라 정류를 수동으로 처리해야 합니다.
• 모터 컨트롤러 사용 시: VESC와 같은 컨트롤러는 모든 3상 정류, 토크 제어, 안전 제한을 처리하고 다양한 모드(센서리스, FOC, 홀 센서)를 지원합니다.

모터 컨트롤러는 통합을 단순화하고 성능을 향상시킵니다.

성능 지표 비교

항목	모터 드라이버 (Motor Driver)	모터 컨트롤러 (Motor Controller)
전압 범위	일반적으로 5V–48V	5V–600V 또는 그 이상
전류 용량	최대 10A	최대 100A 이상
정밀도	낮음	높음 (피드백 기반)
효율성	보통	높음 (알고리즘 덕분)
설정 시간	빠름	설정 필요

개발 및 디버깅 고려 사항

제품이나 프로토타입을 개발하는 경우 모터 제어 설정을 조정하는 능력이 중요합니다.

• 드라이버는 빠른 반복 작업이나 최소한의 동작 사용자 정의가 필요한 경우에 가장 적합합니다.
• 컨트롤러는 직렬 출력, PC 기반 GUI, 로그와 같은 디버깅 도구를 제공합니다.

예를 들어, VESC 도구와 같은 고급 컨트롤러를 사용하면 전류, RPM, 온도를 기록하고 설정을 실시간으로 조정할 수 있습니다.

인기 구성 요소(샘플 가격 포함)

이름	유형	대략적인 가격 (USD)	전압 범위	전류
L298N	드라이버 (Driver)	$2–$5	5–46V	2A
DRV8833	드라이버 (Driver)	$3–$7	2.7–10.8V	1.5A
VESC	컨트롤러 (Controller)	$60–$150	최대 60V	50A 이상
MC33035	컨트롤러 (Controller)	$10–$30	최대 36V	10A

업계 동향

모터 컨트롤러와 드라이버의 경계가 점점 모호해지고 있습니다. TI DRV8353 및 STSPIN32F0과 같은 최신 통합 칩은 FET 드라이버, 제어 로직, 보호 기능을 하나의 패키지에 통합합니다.

새로운 추세는 다음과 같습니다.

• AI 기반 예측 제어
• 센서리스 FOC 알고리즘
• BMS, MCU, 제어 기능을 갖춘 올인원 칩

결론

모터 드라이버와 모터 컨트롤러 중 어떤 것을 선택할지는 궁극적으로 애플리케이션의 복잡성, 제어 요구 사항, 예산에 따라 달라집니다.

• 정밀성이 필요하지 않은 간단한 시스템을 구축하는 경우 모터 드라이버를 사용하세요.
• 시스템에 높은 신뢰성, 정확성, 성능이 요구되는 경우 모터 컨트롤러를 사용하세요.

이러한 차이점을 이해하는 것은 단순히 기술적인 측면을 넘어, 제품의 확장성, 성능, 그리고 시간이 지남에 따라 안정성을 유지하는 방식에도 영향을 미칩니다. 더욱 스마트하고 통합된 모터 제어 솔루션으로의 전환 추세 속에서, 어떤 솔루션을 선택해야 하는지, 그리고 왜 선택해야 하는지를 아는 것은 설계에서 확실한 우위를 점하는 데 도움이 될 수 있습니다.