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TV를 살 때 가장 먼저 고려하는 것 중 하나는 어느 브랜드의 제품이냐는 것이다. 어떤 브랜드가 좋은지를 판단할 때 제품의 신뢰성이 중요한 영향을 미치는데, 다양한 제조사들이 서로 다른 품질 표준을 갖고 있기 때문에 상대적으로 고장이 잦은 브랜드가 있기 마련이며, 이는 브랜드의 명성에 직결된다.

일례로 4K 초고화질 TV를 사서 집으로 가져와 어렵게 설치한 후, 플러그를 꽂고 전원을 켰는데 TV가 작동하지 않는다고 생각해보자. 제조사의 A/S를 받으면 되지만, 구매자는 막 새로 구입한 고장 난 TV를 다시 포장하고 반송 처로 보내야 하는 번거로움이 생긴다. 이런 골치 아픈 경험을 하게 되면 해당 브랜드의 TV를 재 구매하지 않을 것이다.

이러한 일련의 과정이 반갑지 않은 것은 제조사도 마찬가지다. 제조사는 불만을 느낀 고객과의 비즈니스 기회를 잃는 것은 물론, 반품 승인(RMA) 절차를 통해 반송되는 모든 TV를 수리하는 데 시간과 비용을 지출해야 한다. TV에서 문제가 된 고장 부품을 찾아서 교체하고 고장의 근본적인 원인을 기록하는 일은 상당한 시간을 필요로 한다. 각각의 고장 난 부품을 원상 복구하려면 교체 비용과 인건비가 발생한다. 이러한 비용에는 교체 부품의 재고 비축과 상점과 소비자 사이에 반송되고 배송되는 RMA TV 재고를 관리하는 물류 간접비가 더해진다.

그림1: 고장의 근본적인 원인을 찾기 위한 전자 회로 디버깅은 상당한 시간을 필요로 하고 인건비를 추가로 발생시킨다.

전자 시스템에서 고장이 발생하는 가장 흔한 부품 중 하나는 입력 퓨즈이다. TV에는 종종 기계식 퓨즈(또는 “용융 퓨즈”)가 사용된다. 제조사는 저렴한 가격을 이유로 더 비싼 다른 옵션 대신 시스템 보호를 위해 종종 기계식 퓨즈에 의존한다. 유감스럽게도 기계식 퓨즈는 고장이 나서 녹으면 손상되어 작동하지 않기 때문에 매번 물리적으로 교체해야 한다(그림 2 참조). 또한, 각각의 퓨즈는 전류 정격과 트립 포인트를 제공하므로 주의 깊게 보관하고 관리해야 한다.

그림2: 단선된 퓨즈는 교체 비용을 발생시킬 뿐 아니라 과부하 발생 시 추가적인 부품 손상을 초래해 또 다른 교체가 필요할 수 있다.

기계식 퓨즈의 동작 특성은 eFuse라고 부르는 전자 퓨즈와 극명하게 대비된다. 그림 3의 TI TPS25921A와 같은 반도체 소자는 “자체 복구(self-healing)” 특성을 갖춰 퓨즈가 “끊어지면” 자동으로 다시 복구해 회로를 재구성 할 수 있다. eFuse는 전류를 제한하고 출력 전압을 클램핑할 뿐 아니라 필요한 경우 eFuse의 출력에 공급되는 전력을 차단함으로써 과부하 발생을 감지하고 다운스트림 회로를 보호한다. 각각의 eFuse는 외부 저항과 함께 가변 전류 제한 설정을 제공하므로 기계식 퓨즈와 비교해 제조사가 비축해야 하는 고유 부품 번호를 줄일 수 있어 재고 관리가 간소해진다. 일부 eFuse는 외부 블로킹 FET(TPS25924)를 추가하거나 백-투-백(back-to-back) FET(TPS25940)를 통합하면 역 전류에 대해서도 보호할 수 있다. 간단히 말해 eFuse의 역할은 어떠한 과전류나 과전압 과도 상태에 대해서도 다운스트림 회로를 완벽하게 보호하도록 보장하는 것이다.

기계식 퓨즈에 비해 eFuse는 다운스트림 부품에 미치는 손상을 보다 효과적으로 방지한다. 기계식 퓨즈가 온도가 상승해 “녹는” 시간 동안, eFuse는 이미 회로를 보호한다. 이러한 시간 차이는 eFuse로 설계된 시스템은 일시적인 과전류나 과전압으로 인한 손상을 입지 않으며, 문제가 해결되면 정상 동작으로 복귀한다는 것을 의미한다. 반면 기계식 퓨즈로 설계된 동일한 시스템은 퓨즈가 끊어지면 교체를 위해 제조사에 반송해야 한다. 

앞서 예시로 들었던 TV에 기계식 퓨즈 대신 eFuse를 사용한다면 제품 고장의 위험을 줄일 수 있다. 만약 eFuse로 설계된 TV를 구입했다면, 고장 발생 확률이 훨씬 낮아 구매자는 새로 산 TV로 좋아하는 프로그램을 감상하며 즐겼을 것이고 제조사는 변함없이 브랜드 명성을 유지할 수 있었을 것이다.