[편집자주]자동차 전력 수요 급증으로 기존 릴레이·퓨즈 시스템은 한계에 직면했다. 특히 전기차는 효율적 전력 분배와 공간·무게 최적화가 필수다. 이런 가운데 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics)의 STi2Fuse는 실시간 부하 모니터링·제어와 I2T 차단 커브 기반 와이어 선경 최적화 기능을 제공해 고장 시 즉각 보호·자동 복구를 지원한다. 기존 대비 약 25% 경량·소형화로 차량 공간 절약과 전력 분배 아키텍처 최적화를 실현하며 유지보수 용이성과 시스템 퍼포먼스를 극대화한다. 이에 본지는 최영민 ST 차장과 만나 STi2Fuse에 대해 자세히 들어보는 자리를 마련했다.
 

■ ST의 자동차 전력 분배 솔루션 STi2Fuse의 소개와 주목받는 이유는

STi2Fuse는 자동차 전력 분배를 위한 솔루션으로, 각 출력 채널의 부하 상태를 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있는 기능을 제공한다.

고장 발생 시 보호 및 자동 복구가 가능하며, 기존 멜팅 퓨즈와 동일한 I2t 알고리즘을 내장하고 있어 사용자가 설정한 I2t 차단 커브에 의해 차단 동작이 가능하다.

이는 차량의 와이어링을 최적화해 약 20%의 와이어 무게를 줄일 수 있으며, 기존 릴레이 퓨즈 구성 대비 약 25% 더 가볍고 작은 사이즈로 회로 설계가 가능해 자동차 연비 향상에 기여한다.

이러한 기능들 덕분에 STi2Fuse 제품은 존 아키텍처(Zonal Architecture)에 적합한 솔루션으로 주목받고 있다.

■ 어떤 솔루션(혹은 제품)을 소개하는지

오늘 소개할 STi2Fuse 제품군은 모놀리식, 하이브리드, 컨트롤러 타입으로 구성돼 있으며, 다양한 부하 전류 요구에 맞춰 검토할 수 있다.

모놀리식 제품은 소전류용 존 박스(Zonal Box), 하이브리드 제품은 중전류용 전력 분배 박스(Power Distribution Box), 컨트롤러 타입은 대전류용 전원 소스의 메인 스위치를 대상으로 설계됐다.

또한 액티브 스탠바이(Active standby) 기능을 지원하는 컴패니언 제품도 함께 소개할 예정이다.

■ 주요 적용 애플리케이션은

STi2Fuse는 차량용 전력 분배 및 각종 ECU(Electronic Control Unit)의 전원을 공급하는 스위치 및 퓨즈 역할로 사용 가능하다.

■ 시장/업계의 주요 요건은

다양한 부하 조건에서도 안정적으로 전원을 공급해야 하며, 특히 하드 쇼트(hard short) 같은 상황에서는 100us 이내로 빠르게 차단하여 전원 라인을 안정적으로 유지해야 한다.

와이어 보호를 위한 기존의 퓨즈 차단 알고리즘과 동일한 I2t 알고리즘뿐만 아니라, MCU와 통신이 불가능한 경우에도 각 채널이 정상적으로 작동할 수 있도록 페일 세이프(fail-safe) 모드가 필요하다.

또한 일반 퓨즈처럼 대기 모드 상태에서는 낮은 구동 전류로 항시 턴온 상태를 유지해야 하는 액티브 스탠바이 기능이 요구되고 있다.

■ 주요 이점(benefit)은

STi2Fuse의 가장 큰 장점은 사용자 설정 가능한 I2t 알고리즘을 통해 과전류 상황에서 MCU의 개입 없이 자동으로 와이어를 보호할 수 있다는 점이다.

이를 통해 부하 전류에 맞춰 와이어를 최적화할 수 있다.

또한 하드 쇼트 상황에서도 빠르게 차단하여 전원 라인을 안정적으로 유지하며, 배터리의 마이크로 컷 상황에서도 디바이스의 정상 작동이 가능하다.

더불어 CCM(Current Control Mode) 기능을 통해 대용량 커패시터 부하의 돌입 전류를 효과적으로 제한할 수 있고, 상태 진단 기능을 통해 칩 온도와 출력 채널의 전압 및 전류를 실시간으로 모니터링하여 위험을 사전에 예측할 수 있다.

■ 기존 제품과 비교할 때 어떠한 차별성이 있는지

크게 3가지로 설명 드리겠다.

첫째, I2t 와이어 보호 기능 설정에서 SPI 통신을 통해 정상 상태의 전류와 시간을 각각 8단계로 설정할 수 있어 총 64가지 조합이 가능하다.

이는 타사 제품에 비해 훨씬 세밀하게 설정할 수 있어 와이어 최적화에 매우 효과적이다.

둘째, 모놀리식 제품의 경우 출력 채널을 병렬로 묶어 구동 전류를 두 배로 늘릴 수 있는 병렬모드 기능을 지원한다.

이로 인해 다양한 전류 요구에 유연하게 대응할 수 있다.

마지막으로 제품에 따라 싱글, 듀얼, 쿼드 채널 제품을 제공하며, 1.5A의 소전류부터 450A의 대전류까지 다양한 제품을 제공하고 있다.

이러한 다양성과 유연성 덕분에 STi2Fuse는 시장에서 강력한 경쟁력을 가지고 있다.

■ 오늘 소개한 내용과 관련해 e4ds 독자들에게 한 말씀 부탁드린다

STi2Fuse 제품군에 대한 관심과 참여에 감사드린다.

앞으로도 ST의 다양한 제품과 기술에 많은 관심 부탁드린다.

감사합니다.