TE Connectivity의 회로 보호 장치를 통해 자동차 전자 장치 보호

그림 1: 자동차 인포테인먼트 시스템의 예

스마트폰 도킹, USB 포트, 위성 라디오 같은 자동차 내 엔터테인먼트('인포테인먼트') 시스템 및 기능에 대한 요구에 따라 최신 자동차의 전자 구성이 최근 몇 년 동안 엄청나게 증가했습니다. 최신 자동차는 또한 매핑 기능, 실내/실외 LED 조명, 기타 정교한 기능을 포함하는 GPS 네비게이션 시스템을 자랑할 수 있습니다.

정부가 안전 기능을 요구함에 따라 차량 내 전자 장치 역시 더 늘어나고 있습니다. 예를 들어, 2018년부터 출시되는 자동차에는 후방 카메라를 의무적으로 장착해야 합니다. 한편, 운전 중에는 핸즈프리 통화를 규정하는 법률에 따라 차량 내 휴대폰 인터페이스가 기본적으로 제공될 것입니다.

소비자에게 즐거움과 편안함을 주기 위해 고안된 자동차 전자 제품이 많아지면서 전자 장애가 발생할 가능성도 커지고 있으며, 역설적으로 보증 수리, 안전 문제, 전반적인 고객 불만과 같은 부정적인 효과가 발생하고 있습니다.

TE Connectivity(TE)의 사업부인 TE Circuit Protection에서는 자동차 응용 제품을 위한 PolySwitch^®, PolyZen 및 ESD 보호 장치를 제공합니다. 이러한 장치는 전통적인 퓨즈의 역할을 뛰어넘어 자동차 전자 장치의 신뢰성, 성능, 안전을 높이는 데 기여합니다.

USB 응용 제품

이제는 자동차에서 USB 3.0 포트가 널리 사용되고 있습니다. 고속 USB 프로토콜과 HDMI 및 기타 고속 인터페이스를 사용하는 민감한 전자 장치에는 과전류 및 과전압 보호 이외에도 정전기 방전(ESD) 손상으로부터의 보호가 필요합니다. TE Circuit Protection은 이러한 상황에 도움이 될 수 있는 두 가지 유형의 회로 보호 장치를 제공합니다.

PolySwitch PPTC(고분자 정비례 온도 계수) 장치는 USB 응용 제품에서 재설정이 가능한 보호 기능에 사용할 수 있습니다. PPTC 장치를 USB 전원의 V_BUS 포트에 배치하면 단락이 발생할 경우 전류를 제한할 수 있습니다. 이는 갑작스러운 단락 다운스트림으로 인한 과전류 손상 방지와 UL60950 준수에도 도움이 됩니다. 이러한 장치에는 AGRF, AHRF, AHEF, AHS, ASMD, nanoASMDC, microASMD, miniASMDC, BD 부품이 포함됩니다. USB 3.0 응용 제품의 과전압 보호를 위해 PolyZen 장치는 복합적인 접근 방식을 사용합니다. 여기에는 열접착된 제너 다이오드 및 PPTC 장치가 통합되어 있습니다. PolyZen 장치를 USB 포트 내부에 사용하여 업스트립 조정기 장애로 발생한 과전압이 흘러 USB 포트에 연결된 부품이 손상되지 않도록 방지할 수 있습니다.

12V_DC 시스템

좌석 뒷면의 비디오 모니터, 전력 구동 안테나, 기타 부속품에 사용되는 전력에는 단락 보호가 필요합니다.장비를 설치할 때 차량 접지로 연결된 전원이 쉽게 단락될 수 있습니다.도킹 포트의 전력 출력에도 단락 보호가 필요합니다.

전통적으로 12V_DC 시스템의 전력 입력 및 출력은 퓨즈로 보호되었습니다. PolySwitch PPTC는 구동기 출력이 의도하지 않은 단락이나 기타 부하 이상으로 인해 손상되지 않도록 퓨즈 대신 비용 효과적이고 재설정이 가능한 대안을 제공합니다.

비디오 출력

차량 인포테인먼트 및 기타 시스템의 비디오 출력에도 ESD 보호가 필요합니다. HDMI 및 기타 고주파 출력에는 정전 용량이 낮은 ESD 보호가 필요합니다. HDMI 시스템을 설계할 때 신호 무결성에 영향을 미치지 않고 3.4GHz에서 작동할 수 있는 TE의 PESD(고분자 ESD) 보호 장치를 사용하면 문제를 최소화할 수 있습니다. 이러한 장치를 사용하면 이후에 ESD 보호 체계를 처음부터 재설계할 필요가 없기 때문에 시스템의 작동 보장을 향상시키고 차세대 설계를 지원하는 데 유용합니다. 이러한 장치에는 PESD0402, PESD0603, PESD1206Q 부품이 포함됩니다.

RF 출력

Bluetooth 기술, GPS, 위성 라디오 안테나와 같은 RF 출력에도 ESD 보호가 필요할 수 있습니다.

노출된 통신 인터페이스를 ESD와, 안테나 및 기기 무선(RF) 인터페이스에서 유도되는 기타 전압 서지로부터 보호하는 것은 설계에서 매우 중요한 문제입니다.

PolyZen 장치는 Bluetooth 모듈에 대한 전력 입력을 보호하는 데 도움이 됩니다(그림 2). 또한, ESD 서지로 인한 손상으로부터 안테나를 보호하는 데 사용할 수 있는 PESD 장치도 확인할 수 있습니다. PESD 장치는 고속 데이터 전송 회선과 무선 주파수 데이터 회선에 필요한 저 정전 용량을 갖추고 있습니다. 이 장치는 콤팩트한 SMD 패키지로 제공되며 여러 ESD 충격에 견딜 수 있습니다.

그림 2: Bluetooth 모듈은 회로 보호를 위해 PolyZen 및 PESD 장치를 활용할 수 있습니다.

LED 조명

실내/실외 LED는 자동차 설계에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. LED는 효율적이고 오래 지속되지만 열, ESD, 단락 이상에 취약하므로 제품 장애와 잠재적 안전 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 자동차 제조업체는 이러한 조명 시스템에 회로 보호를 사용합니다.

LED에 공급되는 대부분의 전기 에너지는 빛이 아닌 열로 전환됩니다. 열 문제를 처리하지 않을 경우, LED의 수명이 단축되고 생성되는 빛의 질이 저하됩니다. PolySwitch PPTC 장치를 LED와 직렬로 사용하면 과전류 보호를 제공하는 데 도움이 됩니다.

또한 재설정이 가능한 이 장치를 금속 코어 회로 기판이나 LED 방열판에 열접착하면 과열 보호를 제공할 수 있습니다. 의도하지 않은 단락으로 인해 LED 구동기의 출력이 손상되거나 파괴될 경우 문제가 발생할 수 있습니다. 구동기 회로에 입력 보호가 필요하지 않은 경우에는 구동기 출력 보호에 PolySwitch PPTC 장치를 사용할 수 있습니다.

LED에 내장된 보호 기능이 없는 경우에도 ESD 보호가 필요합니다. 이 경우, PESD 보호 장치를 LED와 병렬로 배치하면 가능한 손상으로부터 보호를 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.

DC 전압 수준과 극성이 맞지 않으면 여러 LED 구동기가 파손될 수 있습니다. LED 구동기의 입력에 PolyZen 장치를 배치하면 의도하지 않은 노출이나 과전압 및 역극성 발생으로 인한 손상으로부터 구동기를 보호하는 데 도움이 됩니다.