Molex 신뢰성 위험 방지: 전자 설계 시 고려해야 할 팁

설문 조사 데이터는 제품 비용 및 제조 가능성이 서로 밀접하게 관련되는 경우가 많다는 사실을 더욱 극명하게 보여 줍니다. 제품 신뢰성보다 더 큰 우선순위를 부여할 가능성이 가장 높은 설계 절충점을 묻는 질문에 설문 조사 응답자 중 50%가 비용, 46%가 제조 가능성을 꼽았습니다. 하지만 실제로 이렇게 절충하는 것이 필수일까요?

운송 업계에서 주도한 예측 엔지니어링(경우에 따라 예측 모델링이라고도 함)의 기술 개선 사항과 디지털 트윈 제작이 판도를 바꿀 것으로 예상됩니다. 이 정교한 기술들은 실물 크기의 프로토타입을 제작하기에 앞서 실제 시나리오에서 예상되는 제품 성능을 사전에 평가합니다. 이러한 조기 인식은 엔지니어가 비용, 제조 가능성 및 신뢰성 사이에서 효과적인 균형을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이와 같은 조기 통찰력은 주로 2가지 영역에서 특히 유리합니다.

재료 선택: 설계에 사용하는 재료는 제품의 비용, 제조 방법, 조립 및 장기적 신뢰성에 크게 영향을 미칠 수 있습니다. 예측 엔지니어링은 재료의 성능을 파악하고 일상적인 사용과 더욱 까다로운 환경 조건을 견디는 능력을 측정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

부품 선택: 예측 모델링을 이용하면 설계 엔지니어가 핵심 성능 기준을 충족하기 위해 기성 부품과 맞춤형 부품 중 무엇이 필요한지 판단하는 데 도움이 됩니다. 이처럼 중요한 선택은 제품 수명 주기 내내 전체 비용 및 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.

예측 엔지니어링 및 디지털 트윈의 다음 단계는 무엇일까요? 이러한 기술과 증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR) 기기를 통합하는 일은 이미 진행되고 있습니다. 이 통합을 통해 엔지니어는 가상 사용 사례 환경과 직접 상호 작용할 수 있어 초기에 주요 비용 및 제조 가능성에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이러한 통합 기술이 더욱 일반화되면 엔지니어가 실제 제품 생산 전에 시스템, 하위 시스템 및 부품의 신뢰성 특성을 시각화할 수 있을 것입니다.

설문 조사 응답자 중 25%가 신뢰성 면에서 전력 소비를 상위 우선순위로 답한 것은 어찌 보면 당연한 결과입니다. 사용자가 더 빠르고 기능이 풍부한 시스템과 기기를 요구함에 따라 전력 소비도 증가하고 있습니다. 이러한 역학은 신뢰성과 관련된 흥미로운 양면 관계를 만들어 냈습니다. 특히 열관리와 관련하여 제품 설계 관점에서 과제를 제기합니다. 하지만 거꾸로 전력망 자체의 신뢰성에 긴장감을 주는 역할을 하기도 하는데, 이처럼 높은 사용량 패턴을 수용해야 하기 때문입니다.

신뢰성을 저하시키지 않으면서 오늘날 증가하는 전력 수요에 맞게 설계하려면 엔지니어는 어떻게 해야 할까요?

고품질 커넥터를 선택하는 것은 신뢰성을 확보하는 데 항상 중요하지만, 연결에 차질이 생겼을 때 시스템이 손상되거나 주변 환경에 영향을 미칠 수 있는 고전력 응용 분야에서 특히 매우 중요합니다. 예를 들어 전기 자동차의 배터리 충전이 뒤떨어지면 수명 단축, 주행 거리 단축, 심지어 위험한 수준의 열 폭주를 유발할 수 있습니다. 가정용 에너지 저장 시스템에도 유사한 위험이 적용될 수 있는데, 예를 들어 전력 전송이 불량하면 가장 필요할 때 배터리 백업 시스템이 작동하지 않을 수 있습니다.

열관리 측면에서 고전력 응용 분야에 대해 고품질 커넥터를 선택하면 유해한 열이 발생하는 것 역시 방지할 수 있습니다. 물론 전류 전달 용량은 여전히 고전력 응용 분야의 핵심 요구 사항입니다. 그러나 엔지니어는 열 발생을 최소화하는 데 도움이 되는 넓은 접촉 표면 및 낮은 접촉 저항과 같은 특수 설계 특성도 모색해야 합니다.

예를 들어 Molex의 COEUR 소켓 기술을 이용하면 결합 인터페이스의 접촉 저항을 낮출 수 있으므로 열 발생을 최소화하면서 높은 전류 전달 용량을 확보할 수 있습니다. 이러한 혁신적인 기술을 채택하는 제품 예시로는 Sentrality 핀 및 소켓 상호 연결 시스템, PowerWize 고전압 고전류 와이어 대 기판/와이어 대 버스바 커넥터, SW1 와이어 대 기판/와이어 대 버스바 인터커넥트 등이 있습니다. Molex는 신뢰성을 최적화하도록 설계된 광범위한 고전력 포트폴리오를 제공합니다.

모든 산업에서 사물 인터넷(IoT) 기기 및 정밀 시스템이 점차 일반화되면서 전자 제품이 광범위한 환경 조건 및 사용 사례 스펙트럼에 노출될 수 있습니다. 설문 조사 응답자들도 이 점을 확인했는데, 23%가 환경 및 사용 조건을 견딜 수 있는 제품의 능력을 기본 설계 기준 중 하나로 간주했습니다.

신뢰성의 다른 측면을 손상시키지 않으면서 실제 내구성 문제를 해결하려면 예측 엔지니어링 외에 무엇이 가능할까요?

열악한 환경 면에서 최상위권을 차지하는 응용 분야는 일반적으로 운송입니다. 차량에 사용되는 커넥터는 물, 먼지, 잦은 진동, 극심한 열 등을 견뎌야 합니다. 또한 공간이 부족할 때 신뢰할 수 있는 성능을 우선시하도록 설계되는 경우가 많습니다. 이것이 바로 차량이 흔히 부품 신뢰성에 대한 궁극적인 실제 테스트로 간주되는 이유입니다. 산업용 로봇 공학, 농기계, 실외 조명과 같은 응용 분야는 모두 운송 부문에서 사용되는 견고하고 도로 테스트를 거친 커넥터의 이점을 누릴 수 있습니다.

이를 감안하면 설계 엔지니어가 까다로운 조건과 실제 사용을 위해 신뢰할 수 있는 부품을 선택할 때 모색해야 할 몇 가지 주요 특성은 다음과 같습니다.

• 유체와 이물질을 차단할 수 있도록 IP67, IP68, IP69k와 같은 높은 침투 보호(IP) 등급을 갖춘 견고한 하우징
• 우발적인 분리를 최소화할 수 있는 커넥터 위치 보증(CPA), 단자 위치 보증(TPA), 1차 잠금 강화(PLR), 독립 2차 잠금(ISL) 및 관성 잠금과 같은 잠금 및 정렬 메커니즘
• 결빙 및 고열 조건을 방지하는 데 도움이 되는 넓은 작동 온도 범위

Molex 제품 예시로는 열악한 환경 및 공간 제약 응용 환경을 위해 설계된 소형 와이어 대 와이어 MXP120 1.20mm 자동차 씰링 연결 시스템, 고진동 및 고온 응용 분야에서 전기 접촉 신뢰성, 결합 유지 및 공간 절약 성능이 매우 우수한 단자 리테이너 옵션이 있는 DuraClik 커넥터, 다양한 응용 분야에서 최대 전류 14.0A를 전달할 수 있어 신뢰할 수 있는 전력 공급이 가능한 UL 승인 IP68 씰 등급의 Squba 씰링 와이어 대 와이어 커넥터 시스템 등이 있습니다.