차량 전자 디바이스가 점점 복잡해지면서 컴팩트하고 효율적이면서 안정적인 솔루션에 대한 수요가 높아짐에 따라 다중 출력 스위치는 통합성, 비용 절감, 진단 기능, 에너지 효율성 측면에서 큰 이점을 제공한다. 최근 자동차 환경은 센서, LED, 릴레이 등 다양한 저전력 전자 모듈에 점차 더 의존하고 있다. 이런 구성요소는 개별적으로는 전력 소비량이 적지만, 전체적으로는 효율적이고 안정적이며 안전한 전력 관리 솔루션이 필요하다. 저부하 애플리케이션용으로 설계된 다중 출력 스위치는 이런 문제를 해결하는 데 필수적이며 안전과 부품원가(BOM) 최적화 모두에 있어 상당한 이점을 제공한다. L9026은 이런 부하를 제어하는 데 매우 효과적인 디바이스다. L9026은 자동차 애플리케이션 및 기타 사용 사례에 적합한 높은 구성 가능성, 견고성, 안전 표준을 제공한다. 

글 | 줄리아 니코트라(Giulia Nicotra), 프로덕트 마케팅 엔지니어, ST마이크로일렉트로닉스
      주시 감비노(Giusy Gambino), 마케팅 커뮤니케이션 스페셜리스트, ST마이크로일렉트로닉스
      프란체스코 마시나(Francesco Macina), 프로덕트 유닛 디렉터, ST마이크로일렉트로닉스
      살바토레 아비소(Salvatore Abbisso), 마케팅 매니저, ST마이크로일렉트로닉스





자동차 시스템은 LED 표시등, 센서, 릴레이 코일, 소형 액추에이터 등 다양한 저전류 디바이스를 통합하면서 획기적으로 발전했다. 기존에는 이런 부하를 개별 스위치 또는 릴레이로 제어했기 때문에 배선이 복잡해지고 비용이 증가하며 안정성이 떨어졌다. 다중 출력 스위치는 저부하 애플리케이션을 위해 특수 설계된 단일 디바이스에 여러 스위칭 채널을 통합해 이런 과제를 해결하는 효과적인 솔루션으로 부상했다. 다중 출력 스위치의 일반적인 사용 사례는 차체 제어 모듈(BCM), 계기판, 인포테인먼트 시스템, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 센서 허브, 게이트웨이 모듈 등이 있으며, 이런 분야는 전력 소비 최적화를 위해 전류 소비를 최소화하는 대기 및 절전 모드가 매우 필수적이다.


올바른 전원 스위치 선택 방법 

컴팩트한 전원 스위치는 차량 내 공간 활용도를 최적화해 제조업체가 크기나 무게를 늘리지 않고도 추가 기능을 통합하도록 지원한다. 이는 차량이 점점 더 복잡해지고 기능이 다양해짐에 따라 보다 중요한 고려사항이 되고 있다. 
자동차 애플리케이션에서 신뢰성은 여전히 가장 중요한 요소다. 차량의 핵심 기능이 중단 없이 작동하는 것은 안전을 유지하고 탑승자 보호나 차량 운행에 영향을 줄 수 있는 시스템 고장을 예방하는 데 필수적이다. 전기 및 하이브리드 카의 보급이 확대되면서 효율성은 그 어느 때보다 중요해졌다. 효율적인 전원 스위치는 에너지 손실을 최소화해 주행거리를 연장하고 전체 전력 소비를 줄인다. 이는 엄격한 환경 규제와 소비자의 기대치를 충족하는 데 매우 중요하다. 마지막으로, 빠르게 변화하는 오늘날의 자동차 환경에서 그 핵심 요소는 유연성이다.


L9026 구성 가능한 멀티 채널 스위치

이런 문제를 해결하는 L9026 멀티 채널 스위치는 최신 자동차 시스템에 원활하게 통합되도록 설계된 매우 유연하고 견고한 전원 드라이버 솔루션을 제공한다. 총 8개의 채널을 지원하며, 이 중 2개는 고정형 하이 사이드 채널이고, 나머지 6개는 하이 사이드 또는 로우 사이드 드라이버로 구성할 수 있는 채널이다(그림 1). 이는 LED 조명, 액추에이터, 릴레이 및 기타 중요한 전력 관리 작업을 비롯한 다양한 애플리케이션에 매우 적합하다. 
L9026은 동적이고 고장 발생 가능성이 높은 환경에서도 안정적인 작동을 보장하기 위해 광범위한 안전 기능을 통합하고 있다. L9026은 과전류, 과열, 개방 부하 상태, 단락에 대한 보호 기능을 갖추고 있다. 이런 기능은 다양한 고장 시나리오에서 디바이스와 차량의 전기 시스템을 보호한다. 
L9026은 최저 3V의 저전압에서도 작동하도록 설계돼, 엔진 크랭킹 및 배터리 역방향 연결과 같은 까다로운 상황에서도 뛰어난 내구성을 발휘한다. SPI 오류, 마이크로 오류 또는 공급 전압 부족과 같은 특정 결함 조건에서 2개의 선택된 드라이버를 사용할 수 있는 림프 홈 기능도 제공한다. 이처럼 특별하고 수준 높은 진단 및 보호기능을 가진 L9026은 ISO 26262를 준수한 시스템 레벨 ASIL-B를 만족한다. SPI 통신을 통해 실시간 진단이 가능하며, 각 채널을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 이 기능은 예측 유지보수 전략을 지원하면서 잠재적인 문제를 초기에 감지하고, 차량 수명 주기 전반에 걸쳐 성능을 최적화한다. 
L9026은 HTSSOP24 패키지와 컴팩트한 VFQFPN32 패키지로 제공되며, 소형 폼 팩터로 공간 제약적인 자동차 애플리케이션에 이상적이다. 추가 안전핀은 제어 기능을 강화해 특히 중요한 애플리케이션에서 더욱 유연한 시스템 관리가 가능하다. 





그림 1 | L9026 멀티채널 스위치를 단순화한 블록 다이어그램



HTSSOP24(24핀 히트싱크 박형 축소 소형 아웃라인 패키지): 
이 패키지는 매우 높은 보드 수준 안정성(BLR)을 제공하도록 설계됐다. -40°C~+125°C의 혹독한 열 순환을 견디며, 진동, 기계적 충격, 온도 변동 등의 혹독한 자동차 환경에서도 견고한 솔더 접합 무결성을 보장한다. HTSSOP24 패키지는 내구성과 수명이 중요한 까다로운 환경에 특히 적합하다. 

VFQFPN32(32핀 초박형 미세 피치 쿼드 플랫 노리드 패키지):
컴팩트하고 높이가 낮은 풋프린트를 제공하여, 공간 제약이 있는 애플리케이션에 이상적이다. 

이런 패키지 옵션을 함께 사용하면 시스템 설계자가 보드 공간, 열 요구 사항, 신뢰성의 균형을 맞출 수 있어 전반적인 시스템 견고성과 유연성이 향상된다.

첨단 안전 기능, 컴팩트한 디자인, 견고한 성능이 결합된 L9026은 높은 구성 가능성, 내결함성, 신뢰성을 요구하는 자동차 애플리케이션 분야에서 탁월한 선택이다. L9026은 가장 혹독한 조건에서도 일관되고 안전한 동작을 보장한다. 듀얼 패키지 옵션과 포괄적인 안전 메커니즘을 제공하는 L9026 구성형 멀티 채널 스위치는 시스템 설계자에게 보다 안전하고 복원력이 뛰어나며 효율적인 자동차 전자 시스템 구축에 필요한 유연성과 신뢰성을 제공한다.
이로써 L9026은 더 스마트하고, 안전하며, 지속가능한 모빌리티 솔루션으로 나아가는 발전 과정에서 그 기반이 되는 구성요소로 자리매김되고 있다.


참조
[1]    P. Del Croce, J. Hadzi-Vukovic, B. Meldt, and M. Ladurner, “Configurable High Side Power Switch in Smart Power Technology”, 14th International Conference on Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, 2007.
[2]    M. Wendt, L. Thoma, B. Wicht, D. Schmitt-Landsiedel, “A Configurable High-Side/Low-Side Driver with Fast and Equalized Switching Delay,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, Jul. 2008.
[3]    L. Creosteanu, A. Danchiv, G. Brezeanu, “Automotive High Side Power Switch Driver Circuit,” Proceedings of the 2008 International Semiconductor Conference, 13-15 Oct. 2008.
[4]    M. Bonarrigo, G. Gambino, and F. Scrimizzi, “Intelligent Power Switches Augment Vehicle Performance and Comfort”, Power Electronics News, 10 Oct. 2023.