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로옴, 이상 전류로부터 시스템을 보호하는 반도체 퓨즈 개발

로옴(www.rohm.co.kr)은 자동차의 엔진 제어 유닛 및 트랜스미션 제어 유닛 등, 자동차 전장 시스템에 탑재되는 ECU (전자 제어 유닛)용으로 41V 내압 2ch 출력의 High-side 인텔리전트 파워 디바이스 (Intelligent Power Device, 이하 IPD) BV2Hx045EFU-C (BV2HC045EFU-C / BV2HD045EFU-C)를 개발했다.

IPD는 전자 회로를 전기적 파괴 (이상 시의 과전류)로부터 보호할 수 있는 디바이스다. 기존에 보호용으로 채용되었던 퓨즈와는 달리, 반도체 기술을 통해 파괴 및 열화되지 않고 회로를 보호할 수 있으므로, 반도체 퓨즈라고 불리우며, 유지보수가 필요없는 시스템 구축에 기여할 수 있다. 

신제품 BV2Hx045EFU-C는 독자적인 과전류 보호 기능을 통해, 단독으로 시스템을 과전류로부터 보호할 수 있는 업계 최초의 High-side IPD다. 일반품의 경우 기동 시의 돌입전류에만 대응하고, 그 이외의 정상 전류는 마이컴이나 과전류 검출 IC 등도 사용하여 과전류 보호를 실현하므로, IPD 출력에 접속되는 후단 회로에 따라서는 제어 불능이 될 가능성이 있었다. 반면에 신제품은 단독으로 돌입전류와 정상 전류의 과전류로부터 시스템을 보호할 수 있으므로, 일반품의 솔루션 대비, 고신뢰성 및 부품수가 적은 솔루션을 제공함으로써, 한층 더 안전한 시스템 구축에 기여한다. 또한, 과전류 보호의 범위는 외장 부품으로 자유롭게 조정 가능하므로 다양한 시스템에 사용 가능하다.

본 제품은 2019년 6월부터 샘플 출하를 실시하였으며, 2020년 1월부터 월 100만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정이다. 앞으로도 로옴은 고신뢰성 및 고기능의 디바이스를 개발함으로써, 자동차 분야의 안심 · 안전 및 친환경에 기여해 나갈 것이다.

배경
최근, 자동차 분야에서는 전기 자동차 및 자동 운전 등의 기술 혁신에 따라 전자화가 추진되고 있다. 또한, 보다 안전한 자동차 시스템을 구축하기 위해, 유사시에 사고의 리스크 및 규모를 저감할 수 있는 기능 안전*1에 대한 개념이 필요시되고 있다. 그 중에서, ECU의 시스템 이상 시에 흐르는 과전류에 대한 대책으로는, 자체적으로 용단 (Fusing)하여 시스템을 보호하는 퓨즈가 채용되었지만, 용단 후의 유지보수 및 경년열화에 대한 과제가 있어, IPD (반도체 퓨즈)의 채용이 추진되고 있다.

특징
1. 업계 최초, 단독 과전류 보호로 고신뢰성 시스템 구축에 기여
일반적인 High-side IPD는 기동 시의 돌입전류에만 대응하고, 그 이외의 정상 전류에는 마이컴이나 과전류 검출 IC 등도 사용하여 과전류 보호를 실현해야 한다. 이때, 정상 전류의 과전류를 검출한 경우, 마이컴의 enable 신호로 IPD 출력을 제어 (ON / OFF)하므로, IPD 출력에 접속되는 후단 회로의 콘덴서 용량치에 따라서는, 기동 시의 돌입전류로 과전류 보호의 검출 및 복귀를 반복하게 되어 제어 불능 상태가 될 가능성이 있었다.

반면에, BV2Hx045EFU-C는 독자적인 과전류 보호 기능을 통해, 단독으로 돌입전류와 정상 전류의 과전류로부터 시스템을 보호할 수 있으므로, 안정적으로 시스템을 구동시킬 수 있어, 한층 더 고신뢰성의 시스템 구축에 기여한다. 또한, 과전류 등의 이상 발생 시에는 마이컴에 대해 에러 신호를 발신할 수 있으므로, 시스템의 기능 안전 구축에도 기여할 수 있다.

2. 다양한 시스템의 ECU 보호 가능
돌입전류의 보호 시간과 정상 전류의 이상 전류 설정치를, 외장 콘덴서와 저항기의 정수를 변경함으로써 자유롭게 조정할 수 있으므로, 다양한 시스템에 사용 가능하다.

3. 대폭적인 부품수 삭감 가능
독자적인 과전류 보호 기능을 통해, 단독으로 과전류로부터 시스템을 보호할 수 있습니다. 이에 따라, 일반품 솔루션 대비, 최대 7개의 부품수를 삭감할 수 있으며, 70%의 실장 면적 삭감이 가능하다. 

제품 라인업

어플리케이션 예
■엔진 제어 유닛 ■트랜스미션 제어 유닛        ■아이들링 스톱 제어 유닛
■자동차 램프 ■유압 서스펜션 제어 유닛        ■앤티록 브레이크 시스템 (ABS)
등에 탑재되는 자동차 전장 시스템의 ECU 보호에 최적입니다. 또한, 전환 음이 발생하지 않는 반도체 스위치로서, 릴레이 (회로의 스위칭) 용도에도 폭넓게 사용 가능하다. 

용어 설명
1) 기능 안전
기능 안전이란, 「감시 장치 및 방호 장치 등의 부가 기능에 의한 리스크 저감 대책」이며, 안전 방책 (안전을 확보하기 위한 방책)의 일종이다. 자동차 분야에서의 기능 안전은 전자 시스템의 고장 등으로 인해 기능 불완전이 발생한 경우에, 인체에 위해를 끼치지 않도록 리스크를 받아들일 수 있는 레벨까지 저감시켜, 안전을 확보하는 것이다. 

ROHM 소개
반도체 메이커 「ROHM (로옴)」의 사명은 창업 당시의 생산 품목인 저항기 (Resistor)의 첫 글자 「R」과 저항치 단위 Ω「ohm」을 조합한 것입니다. 「R」은 신뢰성 (Reliability)의 뜻도 내포하고 있으며, 이는 품질을 제일로 하는 로옴의 방침을 나타냅니다. 로옴은 창업 이래 「기업 목적」을 바탕으로, 양질의 상품 공급 및 제조 활동을 통해 문화의 진보 향상에 기여해 왔습니다. 경영 환경은 크게 변화하고 있지만, 이러한 로옴의 기본 개념은 변하지 않고 로옴의 DNA로서 계승되고 있습니다. 이러한 불변의 기업 목적을 다시금 인식함과 동시에, 새로운 사회 기반에서 로옴의 사명을 명확히 하기 위해 「Statement」와 「경영 비전」을 책정하였습니다. 앞으로도 로옴은 「일렉트로닉스 기술을 통해 사회의 다양한 과제를 해결하고, 미래를 위해 인류의 풍요로운 생활과 사회의 발전에 기여」하기 위해 노력할 것입니다.