자론의 JRN 통합 EMI + 서지 장치가 성도 화촨 자동차의 잔류 전압을 37% 감소시키고, ISO 7637-2 규정 준수를 개선하며 검증 시간을 67% 단축하는 데 어떻게 기여했는지를 살펴보세요.
청두화촨일렉트릭은 국내 유명한 Tier-1 자동차 부품 공급업체로, 다양한 완성차 제조사(OEM)에 창문 리프트, 와이퍼, 바디 컨트롤 시스템을 공급하고 있습니다. 해당 업체의 와이퍼 모터 플랫폼은 12V DC 전원 공급 아키텍처를 기반으로 하며 소형 구조와 높은 응답 속도를 요구합니다. 그러나 EMC 테스트 단계에서 심각한 병목 현상이 발생하여 프로젝트 지연이 초래되었습니다.
ISO 7637-2 테스트 과정에서 고객사는 다음의 문제점을 발견했습니다:
유도 전압법(레벨 3)에서 서지 잔류 전압이 허용 한계를 초과;
전류 주입법(레벨 4)에서 일시적인 역방향 간섭 현상 발생;
모터 커뮤테이션 중 EMI 노이즈 피크가 과도하게 높아져 컨트롤러의 CAN 신호에 간섭을 유발했다.
초기에는 RC 흡수소자와 TVS 다이오드를 조합하여 사용했으나, 문제는 지속되었다. TVS 클램핑 전압이 충분히 낮지 않았고, RC 흡수 성능은 온도 변화에 따라 크게 저하되었으며, 검증을 위해 평균 6주까지 소요되는 여러 차례의 재시험을 거쳐야 했다.
화천(Huachuan)의 엔지니어링 팀은 테스트 중 두 가지 주요 문제를 확인했다.
커뮤테이션 시 피크 전압이 최대 80V에 달했다. 와이퍼 모터가 고속 모드에서 방향을 전환할 때 순간적인 역기전력(Back EMF)이 시스템의 허용 한계를 초과하여 컨트롤러가 리셋되는 현상이 발생했다.
고주파 EMI 스펙트럼 밀도가 기준을 초과했다. 탄소 브러시 커뮤테이션과 PWM 속도 제어가 중첩되면서 광대역 노이즈가 발생하였으며, 10~200MHz 대역에서 CISPR 25 기준을 초과하였다.
기존의 RC/TVS 네트워크는 피크를 부분적으로 줄일 수 있지만, 광대역 간섭과 낮은 클램핑 요구 조건을 동시에 해결할 수 없습니다.
이러한 점이 바로 자론(Jaron)이 개입한 기술적 기회입니다.
자론(Jaron)의 엔지니어링 팀은 이 프로젝트를 위해 JRN16B105MXG(1µF, 16VDC, 800A)와 JRN16B475MXG(4.7µF, 16VDC, 1200A)를 결합한 솔루션을 제안했습니다.
두 소자는 각각 모터 브러시와 컨트롤러 전원 공급부에 사용되며, '이중 노드 통합 억제 구조'를 구성합니다.
① 급속 서지 억제를 위한 25ns 미만의 반응 시간;
② 저주파 필터링 성능 향상을 위한 µF 수준의 용량;
③ 세라믹-바리스터 복합층으로 인해 낮은 잔류 전압 안정성 확보;
④ 기존 PCB 패키지와 호환 가능하여 리와이어링이 필요 없음.
하이브리드 세라믹-MOV 구조는 레이아웃 수정 없이 낮은 잔류 전압(<45V)과 광대역 노이즈 억제를 보장하였으며, 이 플러그 앤 플레이 방식의 교체로 검증 과정이 단순화되었습니다.
시험은 ISO 7637-2 전도성 전압 방법 레벨 3 및 전류 방법 레벨 4를 사용하여 수행되었습니다.
다음은 시험 비교 결과입니다:
|
시험 항목 |
기존 RC+TVS 솔루션 |
JRN 통합 솔루션 |
개선 범위 |
|
최고 잔류 전압 |
72V |
45V |
↓37.5% |
|
EMI 피크(30MHz) |
−32 dBµV |
−46 dBµV |
↓14 dB |
|
PCB 사용량 |
100% |
42% |
↓58% |
|
검증 주기 |
6 주 |
2주 |
↓67% |
|
일관성 편차 |
±8% |
±2% |
안정적인 성능 향상 |
결과 분석: 25°C 및 85°C에서 모두 JRN 방식은 부드러운 잔류 전압 파형과 2차 반동 없이 안정적인 클램핑을 유지했습니다.
50회 연속 펄스 후에도 소자는 성능 저하가 없었으며, 우수한 열적 안정성을 입증했습니다.
화촨(Huachuan)의 엔지니어링 팀은 프로토타입 단계에서 다음과 같은 피드백을 제공했습니다:
"통합 솔루션 덕분에 모든 테스트를 한 번에 통과할 수 있었습니다. 이전에는 매번 매개변수를 반복적으로 수정해야 했지만, 이제는 디버깅이 필요 없습니다."
양산 단계에서 고객은 다음을 보고했습니다:
각 모터 모듈에 구성 부품이 3개씩 적었습니다.
BOM당 비용이 약 0.12달러 감소했습니다.
검증 시간이 40시간 단축되었습니다.
EMC 테스트 통과율이 98.5%로 증가했습니다.
① EMC 통합 장치는 와이퍼, 창문 리프터, 시트, 테일게이트와 같은 다중 모터 응용 분야에 적합합니다.
② µF 수준의 커패시턴스는 특히 저주파 억제에 중요하며, 정류 노이즈를 크게 줄입니다.
③ 간섭원 근처에 폐쇄형 배치하는 것이 성공에 매우 중요합니다. 경로가 짧을수록 억제 효율이 높아집니다.
④ 폐루프 테스트: PSpice 모델 + ISO 스크립트를 통해 검증 주기를 단축할 수 있습니다.
이 사례는 자동차 전자 설계에서 '다중 장치 적층'에서 '기능 통합'으로의 구조적 전환을 보여줍니다.
저 클램핑, 고 응답성 및 광대역 간섭 억제 특성을 갖춘 JRN 시리즈는 검증 과제를 해결할 뿐 아니라 공급망 표준화를 촉진함으로써 고객이 ISO 및 CISPR 표준 모두에서 글로벌 플랫폼을 신속하게 도입할 수 있도록 지원합니다.
자론(Jaron)의 통합형 JRN 솔루션은 자동차 EMC 설계에서 명확한 도약을 보여주며, 부품 수 감소, 검증 시간 단축, 비용 절감 및 일관성 향상을 실현합니다.
이는 모터 시스템의 신뢰성에 실질적인 이점을 제공하며 차세대 자동차 전자 장비의 새로운 기준을 제시합니다.
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