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자동차 스마트 정션 박스 소형화를 위한 0.18㎛ BCDMOS 기반 스위치 회로 설계
Switch Circuit Design in 0.18㎛ BCDMOS for Small Form Factor Automotive Smart Junction Box 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.52 no.3, 2015년, pp.82 - 88  

이욱준 (광운대학교 전파공학과) ,  권건오 (현대자동차) ,  임한상 (광운대학교 전파공학과) ,  신현철 (광운대학교 전파공학과)

초록
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본 논문에서는 자동차 스마트 정션 박스(Smart Junction Box: SJB)의 소형화를 위하여 기존에 단위소자로 구성되어 있던 Enable 스위치 회로의 ASIC화를 위한 연구를 수행하였다. Enable 스위치 회로는 점화신호(Ignition: IG)를 입력으로 받아 SJB를 구성하는 Linear Regulator 및 다른 구성요소의 구동을 위한 Enable 신호 전달 역할을 한다. $0.18{\mu}m$ BCDMOS 공정을 사용하여 회로를 설계하였으며, 설계된 회로는 시뮬레이션을 통해 AEC-Q100과 ISO 7637-2에 기술된 조건을 만족함을 검증하였다. 설계된 Enable 스위치 회로의 레이아웃 크기는 $1.67mm{\times}0.54mm$이며, $3mm{\times}3mm$ 크기의 HVSON8로 패키징 할 수 있다. ASIC화된 Enable 스위치 회로는 단위소자를 사용하여 Enable 스위치 회로를 구성하였을 때 보다 소요면적을 1/30 이상 축소할 수 있는 것으로 확인하였으며, 이를 통해 SJB 보드의 소형화에 기여할 것으로 기대할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a design of the enable switch circuit, which is consist of discrete device at smart junction box(SJB) board. The Enable switch circuit, which receives ignition signal (IG) for input, sends a drive signal to linear regulator and other elements. The circuit design is carried out in...

주제어

#스위치   #차량용 반도체  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 자동차의 SJB는 최근 수많은 전장부품과 배선회로에 의해 차량 내부 공간이 협소해짐에 따라 소형화 설계를 통한 실장성 향상이 중요한 이슈이다. 따라서 본 논문에서는 SJB 소형화를 위해 기존에 단위소자로 구성되어 있던 Enable 스위치 회로의 ASIC화를 수행하였다. Enable 스위치 회로는 IG신호를 입력으로 받아 SJB를 구성하는 Linear Regulator 및 다른 구성요소의 구동을 위한 Enable 신호 전달 역할을 한다.
  • 하지만 Enable 스위치 회로는 저항, 다이오드, BJT와 같은 단일소자를 활용하여 구성하기 때문에 ASIC시 소형화 기대 효과가 크다. 따라서 본 논문에서는 SJB 소형화를 위해, Enable 스위치 회로의 ASIC 설계를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SJB의 역할은 무엇인가? 또한, SJB는 마이크로콘트롤러(Microcontroller Unit: MCU) 적용을 통해 각종 고장 진단 기능 및 고장 감시기능으로 차량의 안정성을 향상시킨다. 그림 1과 같이 SJB는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB) 위에 MCU, IPS, 다이오드, 저항, 캐패시터 등으로 회로를 구성하여 제작하고, 제작된 SJB는 그림 2와 같이 운전석의 앞쪽에 장착되어 차체제어모듈(Body Control Module: BCM), 램프, 클러스터, 각종 스위치 제어 기반의 시스템 등과 Controller Area Network(CAN) 통신을 이용하여 정보를 교환하고 부하 구동에 필요한 전원 배분 역할을 한다.
기능 내재화가 요구됨에 따라 자동차 산업에서 개발되고 있는 장치는 무엇인가? 최근 안정성, 편의성, 에너지 효율성 및 배기가스 감소 등의 새로운 기능을 능동적으로 판단하여 처리하는 기능 내재화가 요구됨에 따라 수많은 전장 시스템과 부품들이 자동차에 장착되고 있다[1～3]. 이에 따라 자동차의 부품 중 전기신호의 배분 기능을 하는 정션 박스(Junction Box)보다 한 단계 발전된 스마트 정션 박스(Smart Junction Box: SJB)의 개발이 활발히 진행되고 있다[4].
Enable 스위치 회로의 역할은 무엇인가? 본 논문에서는 자동차 스마트 정션 박스(Smart Junction Box: SJB)의 소형화를 위하여 기존에 단위소자로 구성되어 있던 Enable 스위치 회로의 ASIC화를 위한 연구를 수행하였다. Enable 스위치 회로는 점화신호(Ignition: IG)를 입력으로 받아 SJB를 구성하는 Linear Regulator 및 다른 구성요소의 구동을 위한 Enable 신호 전달 역할을 한다. $0.
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참고문헌 (11)

  1. Yano Research Institute, Global In-Vehicle Semiconductor Market: Key Research Findings 2012.4.18. 

  2. 이승규, 허상현, 변영재 "자동차용 반도체 시장 동향 및 기술현황", The Magazine of the IEIE, vol. 39, no. 9, pp. 64-69, Sep. 2012. 

  3. 연규봉, "자동차용 센서 시스템 IC 기술개발 동향 및 고신뢰성 이슈", The Magazine of the IEIE, vol. 40, no. 6, pp. 18-27, Jun. 2013. 

  4. M. Jeong, M. Kim, Y. Park and S. Bang, "Development of Diagnosis System Adopted Intelligent Smart Junction Box for Improving Vehicular Power Safety," The Transactions of the Korea Institute of Electrical Engineers, vol. 57, no. 2, pp. 276-285, Feb. 2008. 

  5. Autosplice Inc. at http://www.autosplice.com 

  6. S. Kim, "Study on testing the Smart Junction Box using the HIL System," Honam University, Master's Thesis, May 2012. 

  7. Freescale Semiconductor, MC33972: Multiple Switch Detection Interface with Suppressed Wake-up. 

  8. NXP Semiconductors, TJA1043: High Speed CAN Transceiver. 

  9. Infineon, BTS5090-2EKA: Smart High-Side Power Switch with Dual Channel 

  10. ISO 7637-2 Road vehicles - Electrical disturbances from conduction and coupling -part2: Electrical transient conduction along supply lines only. 

  11. AEC-Q100 Failure Mechanism based stress test qualification for integrated circuits. 

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