[벤치마크] 파워 서플라이 소음/발열 테스트

 파워 그 가치 기준은?

이전에 듀얼파워에 대한 강좌(?)를 썼는데 많은 분들에게 도움이 되었는지는 잘 모르겠다. 실질적인 듀얼파워 사용자가 그렇게 많은 것은 아니지만 듀얼 파워의 사용은 사용자들이 다양한 디바이스 사용하는데 따르는 전력 부족현상에 대한 하나의 해결책이라고 볼 수 있을 것이다. 점점더 늘어나는 주변기기 및 장치로 인해서 점점다 많은 전력치를 요구하고 있는 것도 사실이다.

사실 그래픽 카드나 메인보드등의 제품들은 사용자가 조금만 관심을 갖어준다면 사용하고 있는 제품에 대해 객관적인 정보나 자료 그리고 자신의 제품에 대해서 테스트하여 수치를 얻어낼 수 있는 여건이 되어 있다. 친구가 어떤 제품을 샀다면 찾아가 벤치마크 프로그램 한번 돌려보면 아하~ 하며 자기도 구매가 할 수 있는 것이다. 하지만 이와 다르게 파워 서플라이의 경우 제품의 평가에 있어서 개인이 하기에는 주관적인 면을 많이 띄는 것이 사실이다. 내부를 알기가 그리 쉽지 않다고 해야할까?

▲ 역시 힘이 있어야한다. ^^;(아따 박력~~!)

현재 파워 서플라이는 전력 공급에 어느정도 평준화된 능력(?)을 가지고 있는 것도 사실이다. 그래서 요즘은 전력 공급에 대한 문제보다는 소음에 대한 문제가 되두되고 있으며 요즘 가장 소음에 있어서 좋은 평가를 받고 있는 제품은 시소닉과 히로이찌정도를 들 수 있다. 이러한 소음여부도 네티즌간의 개인적인 사용기에 의해서 평가 받고 있는터 우리는 이제 각 파워들의 내부를 알아보고 좀더 파워에 대해 객관적인 시선을 던져보려하는 것이다.

▲ 속도 봐야한다. ^^

벤치에 소모된 시간은 많았지만 그 내용은 간략하게 알아보려고 한다. ^^; 앞서 설명한데로 소음에 관련해 소음과 발열에 대해서 알아볼 것이다. 소음은 파워팬에 의한 소음이며 이러한 소음은 RPM과 관련이 높다. RPM이 높다는 것은 팬 소음이 높다는 일반적인 이론(?)에 대해서는 아실 것이다. ^^ 또한 RPM이 높다는 것은 내부 공기가 빠르게 배출된다는 것 반대로 RPM이 낮으면 공기 순환이 느려진다는 것. 이번에 테크노아는 대표적으로 사용되는 파워 서플라이 300W급을 테스트하여 각 파워서플라이의 소음, 발열에 대해서 알아보려고 한다. 아래는 이번에 벤크마크 대상 제품들이다.

우선 각 회사별 파워 서플라이에 대해서 테스트하기 이전에 파워 서플라이의 내부에 대해서 간략하게 알아보도록 하자. 우선 컴퓨터 내부에 안정적인 그리고 내부의 부품이 원하는 전력을 공급해주는 것이 파워 서플라이의 해야할일 일 것이다. 즉 220V 교류 전압를 받아드려 직류로 변환시키되 내부 부품들이 원하는 3.3V, 5V, 12V등으로 각각 구분하여 원활하게 보내주는 것이다.

교류입력부(EMI 필터)

220V 교류를 받아드리는것과 그리고 각 내부 부품에 맞게 해당 전력을 송출하는데는 필터가 있어 보다 안정적인 전원 공급이 되도록한다. 교류전압을 받아들이는데 있어 그냥 받아드리는 것이 아니라 신호를선택적으로 받아 해당되지 않는 신호에 대해서는 차단하는 기능(필터링)을 수행한다. EMI는 Electro-Magnetic Interference의 약자로 교류 입력 라인의 잡음이 파워 서플라이 내부로 흘러가 내부 부품은 손상시키는 것을 방지하며 파워 서플라이 내부의 잡음이 흘러나가 외부 기기의 손상을 방지하는 기능을 가지고 있다.

▲ 모듈형 EMI 필터

이러한 EMI필터는 전자파 규격을 만족시키기 위해서 입력부쪽에 위치하며 모듈형과 일반형으로 나눌 수 있다. 2가지의 차이점은 외형상의 차이가 있을 뿐 성능상의 차이는 거의 없다.(머 단지 멋의 차이라고나 할까? ^^a) 전자파 규격은 입력 라인에서의 입출력되는 전자파의 양을 규제하는 것이다.

교류 -> 직류

교류를 필터를 통해 받아들였으니 이제는 직류로 변환을 해야할 것이다. 교류를 받아들여 곧바로 3.3V, 5V, 12V로 변환시키는 것이 아니라 임시 직류로 변환후에 다음 단계인 직류 -> 직류에서 변환시키게 된다. 교류에서 직류로의 변환은 정류 다이오드를 통해서 정류(교류에서 직류로 변환)되며 전해콘덴서를 전해콘덴서를 통해서 정류후의 직류전압의 교류성분(맥류성분)을 평활시키게 된다.

▲ 콘덴서을 통해서 우측과 같이 파형이 변화한다.

▲ 다이오드와 전해콘덴서 2개가 병렬구조로 위치

이러한 콘덴서의 역할과 콘덴서는 용량 즉 정전용량이 크면 클수록 보다 안정적인 전력공급을 할 수 있다는 잇점을 가지고 있다.(이번 테스트 제품들 모두 공통되게 정전용량이 680μF이다. 테스트 제품에는 포함되지 않았지만 큐리오사의 파워 서플라이의 경우 1000μF의 정전용량을 가지고 있다.)

직류 -> 직류

▲ 메인트랜스와 보조 트랜스

컴퓨터에서 사용하는 파워 서플라이의 직류에서 직류로의 선택적인 변환은 스위칭 방식 전원 장치(switching mode power supply, SMPS)가 사용된다. 입력전압을 일정주기로 스위칭소자에 의해 스위칭하여 부하에 걸리는 평균전압을 원하는 전류(3.3V, 5V, 12V)로 만드는 것이다. 이러한 스위칭 방식은 전력 변환 효율이 좋아 발열이 비교적 적으며 소형, 경량이 가능하며 높은 주파수로 변환하기 때문에 트랜스가 소형화되어 효율이 높다는 장점을 지닌다.

하지만 단점 또한 가지고 있는데 고속 스위칭에 따른 스위칭 잡음이 있기 때문에 이에 대한 노이즈 대책이 필요하며 리플이 비교적 많다는 것이다. 하지만 이러한 스위칭 잡음이나 리플의 발생에 대해 필터를 통해서 충분히 방지하고 있다.

출력부

교류에서의 직류 그리고 직류에서 직류로의 변환이 끝나면 마지막으로 변환된 직류에 대해서 필터링 작업을 해주게 된다. 이는 다수의 콘덴서를 이용하여 맥류성분을 제거하여 보다 깨끗한 전원을 얻어내기 위함이다.(아래의 이미지는 이론적인 이미지다. 현실과는 약간 다르다.)

▲ 출력부를 지나기 전              ▲ 출력부를 지난 후

▲ 깨끗한 전원 공급을 위해 다수의 콘덴서가 사용된다.