프로젝트 배경
고객은 화남 지역의 차량용 오디오 솔루션 업체로, 전장 차량 제조사에 4×65W D급 앰프 모듈을 공급합니다. 기존 솔루션은 범용 오디오 트랜스포머를 사용했으며, 12.8V 전원에서 최대 출력 시 총 고조파 왜곡이 높았고 저주파 대역에서 특히 두드러졌습니다. 또한 -40℃ 저온 기동 시 코어 포화로 인한 과도 왜곡이 발생했습니다.
기술적 과제
- 차량 내부 공간이 협소하여 기존 PCB 레이아웃에 맞는 트랜스포머가 필요했고, 높이는 24mm 이하여야 했습니다.
- 작동 온도 -40℃ ~ +105℃에서 자기 특성의 편차를 제어해야 했습니다.
- 1500V 이상 내전압 테스트와 차량용 진동, 온도 사이클 검증을 통과해야 했습니다.
- 프로젝트 기간이 촉박하여 확정부터 양산까지 8주밖에 없었습니다.
당사의 솔루션
고투자율 퍼멀로이 코어를 기존 규소강판 방식 대신 선택하고, 턴비와 층간 구조를 재설계했으며, 진공 함침 시 내열 수지로 교체했습니다:
- 턴비는 고객 앰프의 이득 곡선에 맞춰 재조정하고, 저주파 대역의 자속 밀도에 30% 여유를 확보했습니다.
- 분할 권선 + 이중 절연 테이프로 층간 커패시턴스를 약 25% 낮추고, 고주파 대역의 위상 변화를 개선했습니다.
- 금속 차폐 케이스를 접지하여 앰프의 스위칭 노이즈 커플링을 억제했습니다.
- 3일 만에 초도 샘플을 완성했고, 고객의 벤치 테스트 후 소량 시제품 생산에 들어갔습니다.
납품 결과
- 최대 출력 시 총 고조파 왜곡이 0.8%에서 0.15% 이내로 감소했으며, 저주파 대역의 왜곡 개선이 가장 뚜렷했습니다.
- -40℃ 저온 기동 시 자속 포화가 없었고, 온도 사이클 500회 후 인덕턴스 변화율이 3% 미만이었습니다.
- 내전압 테스트는 1500V/1min 모두 통과했으며, 8만 개 양산 납품 시 배치 불량률이 0.3‰ 미만이었습니다.
- 고객은 동일 플랫폼의 다른 우퍼 앰프도 이 시리즈로 전환했습니다.