전통적 퓨즈의 한계를 넘어서다

차량 전력 보호 방식이 점차 전자화되고 있다. 전통적인 기계식 퓨즈와 릴레이가 담당하던 회로 보호 역할을 이제는 반도체 기반의 스마트 보호 소자들이 대신하고 있는 것이다. 이러한 변화의 중심에는 인피니언 테크놀로지스의 'PROFET™ Wire Guard' 솔루션이 있다. 이 제품은 전류 감지와 과전류 보호를 동시에 수행하며, 기존 기계식 퓨즈가 갖고 있던 여러 한계를 극복할 수 있도록 설계된 스마트 하이사이드 스위치다.

기존의 차량용 퓨즈 방식은 기계식 소자라는 근본적인 한계가 있다. 회로에 이상이 생겨 퓨즈가 끊어져도 사전에 이를 감지하거나 기록할 수 없으며, 동작 오차도 크다. 때문에 제조사들은 과전류 상황에 대비해 배선 굵기와 부품 용량을 지나치게 보수적으로 설계해왔다. 이는 결과적으로 차량 시스템의 무게 증가와 원가 상승을 초래했다.

"기계식 퓨즈는 와이어나 부하의 상태를 센싱하거나 진단할 수 없어, 설계 시 와이어에 큰 안전 마진을 둬야 했다"고 인피니언의 이종민 매니저는 설명하며, "스마트 보호 소자는 시스템 상태를 실시간으로 진단하고 전류를 정밀하게 감지해 와이어 두께를 최적화할 수 있다"고 강조했다.
 

스마트 퓨즈의 설계 유연성과 산업적 확장성

PROFET™ Wire Guard는 기존 PROFET 시리즈와 비교해 기술적 진보가 분명하다. 가장 두드러지는 차별점은 I²t 보호 특성의 지원이다. 이 기술은 전류의 크기와 흐른 시간을 함께 고려해 과전류 차단 조건을 설정할 수 있도록 한다. 이를 통해 기존 퓨즈의 용단 특성과 유사한 보호 곡선을 전자적으로 구현할 수 있으며, 다양한 와이어 사양에 맞게 유연하게 적용 가능하다.

Wire Guard의 6가지 I²t 보호 곡선 그래프
 

또한 이 제품은 초저전력 Idle 모드를 제공해 시스템이 대기 상태일 때도 최소한의 전류만을 소모하며, 진단 핀을 통해 과전류 상태(OCT), I²t 설정값, 전류 센싱 정밀도 등 다양한 정보를 ECU에 전송할 수 있어 기능 안전 대응에도 유리하다.

"Idle 모드 핀과 진단 핀을 통해 상태를 실시간으로 시스템에 전달할 수 있으며, 다양한 진단 기능이 내장되어 있어 설계 시 기능 안전 확보에 매우 유리하다"고 이 매니저는 전했다.

실제로 Wire Guard는 독일과 중국의 전기차 OEM 프로젝트에 적용된 사례가 있다. 프리미엄 전기차 시장에서는 이미 기계식 퓨즈를 줄이거나 제거하려는 움직임이 가속화되고 있으며, 이러한 흐름에 대응해 반도체 기반 보호 소자의 수요도 빠르게 증가하고 있다.

개발자들을 위한 설계 툴도 함께 제공된다. 인피니언은 Wire Guard 제품군의 다양한 동작 조건을 시뮬레이션할 수 있는 전용 툴을 통해, 개발자가 자신의 로드 프로파일과 와이어 사양을 불러와 제품 사양과 직접 비교하고 보호 곡선을 설정할 수 있도록 지원하고 있다. 이로써 개발자는 제품을 보다 빠르고 정확하게 설계에 반영할 수 있다.

Capacitive Load Switching 기능
 

이처럼 Wire Guard는 단순한 회로 보호를 넘어, 자동차 전장 시스템의 전력 분배 구조 자체를 변화시키는 핵심 기술로 부상하고 있다. 전자식 퓨즈는 퓨즈와 릴레이를 단일 반도체로 통합하며, 정밀한 보호, 시스템 진단, 설계 유연성, 유지보수 효율 등 다양한 면에서 기존 방식보다 우위를 확보하고 있다. 차량 전장화와 전동화가 본격화되는 지금, 반도체 기반의 스마트 보호 솔루션이 새로운 표준으로 자리잡을 전망이다.