파워서플라이

파워서플라이(Power Supply)

파워서플라이(Power Supply)는 컴퓨터에 전원을 공급하는 컴퓨터 부품이다. 가정에 공급되는 전력은 일반적으로 교류 전원이고 컴퓨터에 사용된 전자 부품이 필요로 하는 전력은 직류전원이므로, 교류를 직류로 변환하는 장치가 필요한데 이 역할을 하는 것이 컴퓨터의 파워서플라이다.

개요

파워서플라이는 PC의 각 부품에 전력을 공급한다. 전문적인 용어로는 PSU라는 다소 낯선 약칭으로도 불린다. 최근에는 파워서플라이의 중요성을 인지하고 있는 사용자가 많아졌지만, 불과 4~5년 전만 하더라도 이런 인식이 희박했다. 특히 DIY PC 시장이 큰 비중을 차지하고 있는 국내의 경우 완성도가 떨어지는 보급형 파워서플라이를 사용하다가 PC가 다운되거나 저장장치의 손상으로 이어지는 경우가 잦았다. 이는 파워서플라이가 자신의 역할을 제대로 수행하지 못해 발생하는 진행성 불량의 한 종류이다. 사람으로 치자면 혈관과 같은 역할을 하기 때문에 PC의 각 주요 부품이 요구하는 전력을 적거나 과하게 공급하게 되면 시스템의 이상을 초래한다. 이런 현상은 초반에는 사용자가 크게 느끼기 힘들지만, 부품의 노후에 따라 시스템에 큰 손상을 가져올 수 있다. 파워서플라이가 제 역할을 하지 못하면 시스템의 잦은 다운 현상, 혹은 부팅이 되지 않는 등 다양한 증상을 일으킬 수 있다. 또 아직도 저장장치의 큰 비중을 차지하는 HDD의 경우 이런 전력공급의 차질은 파손으로 이어진다. 특히 요즘처럼 고성능, 집적도가 높은 부품의 경우 더더욱 그렇다. 최근 메인보드의 디지털 전원부 역시 이런 이유에서 필수적으로 채택되고 있다. 정밀한 전력 분배는 안정성뿐 아니라 시스템 수명에도 큰 영향을 끼치기 때문이다. 그렇기에 초보 조립컴퓨터 구매자가 가장 실수하는 부품 중 하나이다. 특히 조립컴퓨터 업체 중 유명하고 큰 곳도 비싸지만, 품질이 나쁜 파워서플라이를 넣고 견적을 낸다. 그렇게 되면 처음에는 괜찮을지 몰라도 시간이 지날수록 파워서플라이의 성능이 떨어지면서 잦은 셧다운 사태를 겪게 된다. 조 컴퓨터 업체들이 품질이 나쁜 파워서플라이를 넣는 이유는 두 가지인데, 조립 시 원가 절감과 함께 초보자의 경우 시간이 지나서 셧다운이 잦아지면 컴퓨터가 고장 난 줄 알면서 컴퓨터를 교체하는데 컴퓨터 교체 주기를 짧게 해주기 때문이다. 2010년 이후에는 스위칭 파워서플라이 기술이 상향 평준화되어 저가 제품도 품질이 상향 평준화되고 있다. 현재 국내 시중에서 구할 수 있는 PC용 파워서플라이의 최대 용량은 단일 2,000W 병렬 2,600W이다. 가정용으로 구성하는 시스템에서 이 정도 이상의 전력을 요구하는 경우는 드물다. 일단 1,500W를 넘어가는 파워서플라이는 에어컨용 전원에 준해 취급해야 하고 가정 내부 배선이 얼마나 잘 되어 있는지에 따라 다르지만 3,600W 이상부터는 가정용 전원의 용량을 초과할 수 있다. 특히 멀티탭이 견딜 수 있는지 확인이 필요하다.고용량 파워서플라이는 대부분 C19/C20 단자를 전원 단자로 쓰기 때문에 기존의 C13/C14 단자와는 다른 케이블이 필요하다. 가정용 3상 전원을 신청한다면 그보다 훨씬 높은 출력의 서버용 파워서플라이도 마음껏 사용할 수 있다. 최근에는 인덕션 레인지의 보급으로 인해 가정에서도 3,600W를 충분히 초과할 수 있기 때문에 보통 가정용 전기보다 용량을 더 크게 만들거나 아예 3상으로 만드는 곳도 있다.

특징

컴퓨터의 두뇌가 CPU라면 파워서플라이는 컴퓨터의 심장이라고 불릴 정도로 중요한 부품이다. 그만큼 중요하기에 일정 수준 이상의 파워서플라이를 사는 것이 중요하다. 이를 설명하면 첫 번째로 파워가 고장 나면 다른 부품에 영향이 있을 수 있다. 하지만 요즘에 인증을 받고 나오는 파워서플라이는 대부분 과전류 혹은 과전압 보호 장치가 되어 있어 가격과 상관없이 확률은 비슷하다 두 번째로 좋은 파워서플라이와 안 좋은 파워서플라이는 가격표를 제외하면 겉으로는 차이가 없어 보인다. 때문에 컴퓨터 초보자들이 컴퓨터 견적을 짤 때 한정된 예산에서 최대한 고성능을 맞추려고 욕심을 내다보면 제일 먼저 파워서플라이를 더 저렴한 것을 살려고 하는 경향이 있다. 세 번째로 고가형 파워서플라이 시장에도 정규 스펙을 지키지 않는 물건들이 많다. 일부러 비싸고 좋지 않은 품질의 제품을 파는 것이다 이러한 행위가 가능한 이유는 파워서플라이가 정규 스펙을 지키는지 안 지키는지를 제대로 확인이 힘들다. 직접 파워서플라이를 구매해서 부하를 걸어보는 방법밖에 없는데 정확하게 부하를 걸기 위해서는 전문기기가 필요한데 이장비는 대한민국을 통틀어도 몇 대 없다 즉, 일반 소비자들은 파워서플라이를 터지거나 셧다운 될 때까지 쓰지 않으면 확인할 수 없다. 이런 점을 악용하는 것인데 요즘에 출시하는 제품 중 정격을 표시하지 않거나 허위 표시하면 불법이라 인증을 받은 파워서플라이라면 최소한 정규 스펙 정도는 지키고 있는 실정이다. 네 번째로 파워서플라이는 수명이 존재하는 제품이다. 스펙을 잘 지키는 일반적인 파워서플라이를 예로 들자면 제조사는 평균 수명을 3~5년 정도로 잡는다. 잘 쓰면 10년 이상 쓰는 사례도 존재하지만, 반대로 더 빨리 망가지는 경우도 있으니 제조사는 여러 가지를 고려할때 수명을 3년 내외로 잡는 경우가 많다 너무 오래 쓰면 큰 사고로 번질 수도 있다 캐퍼시터 에이징(capacitor aging)과 같은 노화가 존재하기 때문에 오래 사용한 파워서플라이는 처음보다 성능이 열화된다. 결국 초보자들이 저렴한 파워서플라이를 구매할시 운이 좋아도 시스템 셧다운이고 보호회로가 제대로 되어있지 않으면 파워서플라이가 고장이 나고, 최악의 경우에는 다른 부품들까지 피해를 줄 수 있다 특히 메인보드에 피해를 줄 시 전압 출렁임과 함께 컴퓨터의 성능과 안정성을 깎아 먹으며 블루스크린 현상이 자주 나타나고 게임을 하다가 갑자기 컴퓨터가 다운되는 증상을 불러올 수 있다. 마지막으로 고급 파워서플라이는 과전류 보호회로가 있다. 외부에서 벼락 등의 원인으로 과전압이 들어오더라도 파워서플라이가 피해를 많이 받고 추가적인 피해는 발생하지 않게 한다 낙뢰로 인한 컴퓨터 파손이 많기 때문에 컴퓨터를 설치한 곳의 전기계통이 불안정한 경우에는 고급 파워서플라이를 쓰는 것이 좋다.

구성

입력 EMI 필터부

일반적으로 필터라는 것은 신호를 선택적으로 차단 및 통과시킬 수 있는 기능을 가진 회로를 말한다. 즉, 전자파 장애 차단이라고 이해할 수 있으며, 입력부의 EMI 필터의 기능은 교류 입력 라인의 잡음이 파워 내부로 흘러 들어가는 것을 막고 반대로 파워 내부의 스위칭 잡음이 교류 입력 라인으로 유입되는 것을 막는다. 필터를 앞쪽에 설치하는 이유는 각종 전자파 규격을 만족시키기 위해서 인데, 이 전자파 규격이라는 것은 기기에서 입력라인으로 방출되는 전자파의 양을 규제하기 위해서다. 이와 같은 규제가 없다면 파워서플라이의 스위칭 시 발생하는 잡음이 라인을 타고 들어가 집안 내 다른 기기나 기타 장치의 동작에 영향을 주게 될 가능성이 있기 때문이다. EMI 필터는 개별 부품들을 하나로 집적 시켜 모듈화한 패키지형과 개별 부품들로 구성된 일반형 두 가지가 있는데, 패키지형 타입이 훨씬 심플하고 고급스럽게 보이나 실제로 규제를 만족하는 한 성능상의 큰 차이점은 없다.

교류-직류 정류부

EMI 필터를 거친 교류전원은 일단, 컴퓨터나 주변기기에서 필요로하는 직류 전원으로 변환되기 전에 임시 직류전원으로 변환되는 과정을 거친다.

직류-직류 변환부

직류-직류 변환부는 파워서플라이의 핵심이라 할 수 있는 부분이다. 출력단의 요구에 맞게 열고 닫음을 반복해주면 직류 전압은 교류처럼 변화하고 변압기는 통과하여 출력단에서 적절한 전압으로 변환될 수 있다. 변압기의 출력 측에는 비교적 깨끗한 직류 신호를 얻기 위해 저대역 통과 필터를 사용하여 스위칭 동작 과정에서 발생하는 리플과 잡음을 제거하는 부분이 있게 된다. 이러한 과정을 거쳐 비로소 3.3V, 5V, 12V 등의 직류 전원이 만들어지게 된다.

출력필터 및 출력부

출력필터 및 출력부는 가장 마지막 단계로서 직류-직류 스위칭 변환부에서 변환되고, 1차 필터링 된 직류 전원을 다시 추가로 필터링하여 규격에 맞는 깨끗한 전원을 얻어내기 위한 부분이다. 실제로 파워서플라이를 분해해 보면 컴퓨터로 들어가는 전원선이 연결되는 부분에 아주 빼곡히 인덕터와 콘덴서들이 박혀있는 것을 볼 수 있는데, 이러한 소자들이 출력 필터의 기능을 하는 것을 알 수 있다.

동작 원리

AC를 DC로 바꾸는 것을 정류라고 한다. 전원공급 장치의 가장 중요한 회로는 바로 정류회로다. 전원공급 장치의 기본원리를 이해하기 위해서는 정류회로에 대한 어느 정도의 이해가 필요하다. 보통 AC는 110-220V다. PC에서 필요한 전원은 DC이며 최대 12V다. 그렇기 때문에 직류로 바꾸기 전에 AC의 전압을 낮출 필요가 있다. AC 110V-220V의 전압을 낮추기 위해서는 감압 트랜스가 필요하다. 보통 다운 트랜스란 이름으로 불리기도 한다. 전압을 낮춤으로써 정류하기 위한 준비 전처리를 끝낸다. 전압이 낮아진 AC 전원을 정류회로를 통해 DC로 바뀐다. 정류회로는 크게 정류회로, 평활회로, 정전압 회로로 구성된다. 여기서 말하는 정류회로는 교류를 맥류로 바꾸기 위한 정류회로다. 큰 범주의 정류회로와는 개념의 차이가 있다. 정류회로에서는 +전압과 -전압이 주기적으로 변하는 AC 전원을 +만 존재하는 맥류로 걸러주는 일종의 필터 회로다. 정류회로를 거친 전원은 모두 +만 가진 맥류로 바뀐다. 이 정류회로에 따라 이른바 효율이 결정된다. 정류회로의 방식에는 다양한 방식이 있다. 반파 정류회로, 전파 정류회로,브릿지 정류회로가 많이 쓰이는데, 일반적으로 효율이 가장 뛰어난 브릿지 정류회로를 많이 쓰고 있다. 정류회로는 +만 전압만 통과시켜주는 일종의 필터 회로다. 따라서 주된 부품은 +전압만 통과시켜주는 다이오드다. 맥류를 완전한 DC로 바꾸어주는 회로는 평활회로라고 한다. 평활회로는 전압이 변하는 맥류를 일정한 전압으로 출력되도록 바꾸어주는 회로다. 주로 쓰이는 부품은 전하의 충전과 방전을 할 수 있는 캐패시터(콘덴서)가 들어 있다.캐패시터는 일정 전압에서 높은 전압이 입력될 때는 그것을 충전하고, 일정 전압에서 낮은 전압이 입력 될 때는 충전된 전하를 방전해 전압을 유지해주는 역할을 맡고 있다. 즉 캐패시터는 높은 전압이 입력되면 낮추어주고 낮은 전압이 입력되면 높여 일정한 전압을 유지해주는 역할을 한다. 평활회로를 거쳤다고는 하더라도 배터리처럼 같은 일정한 전압이 나오는 DC라고는 할 수 없다. 그래서 정전압 회로를 한 번 더 거치면서 완전한 DC로 바꾸어준다. 이때 쓰이는 주된 부품이 정전압 다이오드나 트랜지스터 등이다. 간단히 정전압 다이오드만 쓰는 경우도 있지만, 안정적인 전원공급을 위해서는 정전압 다이오드와 트랜지스터, 캐패시터로 별도의 정전압 회로를 구성한다. PC에는 생각보다 미세한 전압 변동에도 민감한 부품들이 많이 있기 때문에 고급전원공급 장치 같은 경우 정전압 회로에 특히 신경을 많이 쓰는 것을 볼 수 있다. 전원공급 장치에서 출력되는 전압은 ±12V, ±5V, 3.3V다. 지금까지 정류회로를 통해 12V로 정류되었다면, -12V, ±5V, 3.3V 출력이 필요하다. -12V는 12V를 역방향으로 출력하면 되기 때문에 큰 문제는 아니다. 하지만 5V와 3.3V는 12V를 감압해야 합니다. 여기는 DC 감압 트랜스를사용한다. 트랜스로 전압을 낮춘다고 하더라도 전압이 일정하게 출력이 되지는 않는다. 여기에 다시 한번 정전압 회로 이용해 전압 출력이 일정하도록 해준다. -5V는 5V를 역방향으로 출력하면 된다. 이렇게 하면 전원공급 장치에서 쓰는 모든 전압을 출력할 수 있다.

스위칭 모드 파워서플라이

스위칭 모드 파워서플라이는 전력원으로부터 전력을 받아서 전류나 전압 특성을 변화하여 PC와 같은 전자기기로 전달하는 역할을 한다. 선형 파워 서플라이와는 다르게, 스위칭 모드 파워서플라이의 패스 트랜지스터(pass transistor)는 끊임없이 온과 오프를 반복하면서 낮은 손실 지점과 높은 손실 지점 사이를 진동한다. 이때 낮은 손실 지점과 높은 손실 시점 사이를 진동하는 것은 매우 짧은 시간동안만 유지되므로 전력 손실을 최소화해야 한다. 전압 레귤레이터는 온오프 시간 비율에 의해 동작한다. 반면에 선형 파워 서플라이는 패스 트랜지스터에서 지속적으로 손실되는 전력에 의해 출력 전압을 정류하는 형태로 동작한다. 높은 전력 변환 효율은 스위칭 모드 파워서플라이의 장점 중 하나다. 스위칭 모드 파워서플라이는 또한 상당히 작고 가볍게 만들 수 있는데, 선형 파워 서플라이에 비해 변압기의 크기와 무게를 더 줄일 수 있기 때문이다. 스위칭 모드 파워서플라이는 전력용 MOSFET(금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터) 등 반도체 소자를 스위치로 사용하여 직류 입력 전압을 일단 구형파 형태의 전압으로 변환한 후, 필터를 통하여 제어된 직류 출력 전압을 얻는 장치로서 반도체 소자의 스위칭 프로세서를 이용하여 전력의 흐름을 제어함으로 종래의 리니어 방식의 전원 공급 장치에 비해 효율이 높고 내구성이 강하며,소형, 경량화에 유리한 안정화 전원 장치이다. 스위치 모드 파워 서플라이는 스위칭 주파수를 높여 에너지 축적용 소자를 소형화 함으로써 소형, 경량화를 이룰 수 있고, 이를 위해서는 고속 반도체 소자의 개발이 필요하다. 그러나 스위칭 주파수를 고주파 화하면 스위칭 손실, 인덕터 손실 등 전력 손실이 증대하게 되는 점과 스위치에 의해 발생하는 써지, 노이즈 문제를 고려해야 한다. 스위치 모드 파워 서플라이의 용도는 통신용과 산업용 및 PC, OA기기, 가전기기 등의 민수용으로 분류된다. 파워서플라이의 설계방식을 두 가지로 분류한다. 첫 째는 리니어 타입이고 둘 째는 스위칭 타입이다.

• 리니어 : 일반적으로 실험실에서 사용하는 부피가 크고 무거운 그런 타입을 말한다. 리니어 타입은 기본적인 전원 공급기 전자적 조절 가능 저항요소, 그리고 전압 감지기와 안정된 기준 전압으로 구성된다. 동작은 전압 감지기가 계속해서 DC 출력전압을 감지하고 기존전압과 비교하다가 출력전압을 변화하면 조절 가능 저항을 전자적으로 조절해서 즉시 원하는 DC 출력전압을 유지한다
• 스위칭 타입 : 기본적인 전원공급기와 스위칭 소자, 컨트롤 서킷과 안정된 기준 전압으로 구성된다. 동작 원리는 리니어와 비슷하며, 컨트롤 서킷에서 DC 출력전압을 모니터하고 안정된 기준전압과 비교한다. 그리고 출력 전압이 변화하면 전자적 스위치를 조절 원하는 출력 전압을 유지한다 컨트롤 서킷이 스위치를 조절하는 방식에 크게 두 가지가 있는데 한 가지 방식은 스위치의 온타임과 오프타임의 비율을 조절하는 것인데, 이를 펄스 폭 변조(PWM)라고 한다. 또 다른 방식은 펄스 폭 변조에 사용되는 스위칭 트랜지스터 대신에 SCR을 사용하는 이 방식은 위상 각을 변화시키므로 펄스 부호 변조(PCM)라고 한다.
• 비교 : 리니어 방식의 장점은 0V 출력에서부터 최대 출력 전압에 이르기 까지 매우 넓은 범위에 걸쳐서 조절 가능하다는 것이다. 단점은 우선 효율이 30~40% 정도 밖에 안 된다.그래서 변압기의 2차측에서 필요로 하는 전압보다 다소 높은 전압을 필요로 하는데 이것을 헤드룸이라고 한다. 또 다른 단점은 부피가 크고,리니어요소 중의 하나인 패스 트랜지스터에 대한 열 방출 장비도 많은 부피를 차지하고 60Hz 변압이고 큰 부피를 차지한다. 일례로 중간정도 세기의 리니어의 경우 변압기 무게가 50파운드나 된다. 그러므로 현대와 같이 장비가 소형화되는 추세에는 큰 단점을 가진다.

종류

CFX 파워

CFX 파워

2004년 인텔은 ATX 규격을 개선한 BTX 규격을 발표했다. 당시 차세대 규격으로 발표된 BTX는 ATX의 소비전력·발열량 증가를 해결하려는 모습이 돋보였다. 특히 팬을 적게 사용하고 속도를 낮춰도, 공기 순환을 개선한 메인보드 설계를 통해 저열량·저소음 시스템을 사용할 수 있다는 것. 바로 이 BTX 규격을 사용하기 위해 필요했던 파워가 CFX 였다. 그러나 BTX는 기존 업계의 소극적인 반응 탓에 ATX를 쉽사리 대체할 수 없었다. 이미 기존 ATX 규격을 활용해 자체적인 쿨링 솔루션을 확보하고 있는 업체가 많았던 것. 또한 초기가 높고 검증 기간이 부족하다는 단점이 있다.

SFX 파워

SFX 파워

M-ATX와 흡사하지만, 그것보다 조금 더 작은 파워다. 아주 조그만 케이스가 아니면 거의 사용하지 않는다. 쉽사리 찾아보기 힘든 만큼 SFX 파워를 사용하는 케이스는 대부분 디자인이 멋지다. 주로 ITX 케이스에 쓰인다. 또한 브라켓을 사용하면 ATX 케이스에도 장착이 가능하다. SFX 파워는 일반적으로 ATX 파워보다 좋은 성능을 내진 못한다. 하지만 실버스톤에서 내는 SFX 파워는 작은 크기지만 ATX 파워에 절대 밀리지 않는 무서운 성능을 내준다. 무려 80 플러스 골드 인증을 받은 데다 풀 모듈러 방식을 채택한 SFX 파워다.

DC to DC

DC to DC

DC to DC는 AC 전압을 DC 전압으로 직접 바꾼 뒤, DC 전압을 PC 부품에 직접 공급한다. 일반 컴퓨터에서 사용하는 AC-DC 파워와 달리 DC-DC로 직접 보내는 것이다. 초소형 PC, HTPC, 카 PC 등에서 만나 볼 수 있다. 또한 발열이 적어 팬을 장착할 필요가 없어 소음도 없다.

리던던트

리던던트

PC는 사용하다 보면 안정적인 전원이 반드시 필요한 경우가 있다. 특히 서버용 컴퓨터는 안정성이 극도로 요구되고, 파워도 컴퓨터 부품인 이상 언제든 고장 날 수 있기에 반드시 대비해야 한다. 이 때 사용하는 것이 리던 던트 파워다. 리던 던트 파워는 쉽게 보험 개념의 파워다. 리던 던트 파워는 컴퓨터 안에 같은 파워가 2개 들어간다. 만일 파워 한 개가 고장 날 경우, 남은 파워 한 개가 예비용으로 작동하는 것이다.

ATX 파워

AT는 본체의 전원 스위치가 파워서플라이에 직접 연결되어 있다. 운영체제가 직접 컴퓨터를 종료하는 것이 불가능했다. 1995년 인텔은 이 AT 규격을 개선한 ATX규격을 발표했다. 이 규격은 소형 AT 마더보드를 기반으로 설계해 CPU와 확장 슬롯의 배치를 회전 시켜 더 넓은 공간을 확보했다. 현재 ATX는 가장 많이 사용하는 규격이며‘파워서플라이’를 말할 때 ATX가 표준 개념으로 인식된다. 또한, 인텔의 ATX 파워서플라이 가이드는 계속 업데이트되고 있으며 2007년 이후로는 ATX 12V 2.3 규격이 등장해 지금까지 쓰이고 있다. 표준 크기는 150×86×140(W×H×D)이다.

M-ATX 파워

Micro-ATX 파워를 뜻한다. 일반 ATX 파워 크기에서 크기가 조금 줄어든 형태다. 그런데 크기만 줄어든 게 아니라 성능도 함께 줄어들었다. 근데 왜 M-ATX파워를 쓰냐면 케이스 크기 때문이다. 크기가 작은 미니타워나 슬림 케이스는 일반 ATX 파워가 장착되지 않는 경우가 있다. 이럴 때 M-ATX 파워가 필요하다. M-ATX 파워는 작은 케이스에도 무리 없이 쏙 들어가 전원 공급을 담당한다. 또한 파워 선택의 폭이 ATX 다음으로 다양하다.

TFX 파워

삼성, LG 등 브랜드 슬림 PC는 얇은 체구를 자랑한다. 무려 한 손에 PC 본체를 잡을 수 있을 정도다. 이런 얇은 PC엔 한 덩치를 자랑하는 ATX 파워는 물론, 작다고 소문난 M-ATX 파워도 들어갈 수 없다. 이럴 때 필요한 것이 TFX파워다.TFX 파워는 파워의 길이가 긴 대신 폭과 높이가 낮다. 간단하게 테트리스 일자 막대기 모양의 파워다. 주로 쓰이는 곳은 앞서 설명했던 슬림 LP 케이스와 더 조그만 덩치를 자랑하는 ITX 케이스다. 과거엔 FLEX 파워가 ITX 파워의 위치를 담당했다. 표준 크기는 150×86×140(W×H×D)이다.

80 플러스

80 플러스(PLUS)는 파워서플라이의 효율이 80% 이상일 때 붙는 인증마크이며 현재 존재하는 파워서플라이 효율에 관한 인증 중에서 가장 신뢰도가 높은 인증이다. 이만한 효율을 내려면 그만큼 내용물도 좋아야 하기에 내구력도 좋고 효율도 좋은 제품을 구입하는데 척도가 된다. 또한 저소음에도 도움이 된다. 효율이 나쁘다는 건 그만큼 누설 전류가 많다는 뜻인데, 누설 전류는 열이나 코일 노이즈, 즉 고주파 음으로 변환되며, 열을 식히기 위해 팬이 빠르게 돌아가 전기는 더 들어가고 소음은 더 커지는 악순환이 반복되기 때문이다. 고효율을 가진 80% 제품은 애초에 유출되는 전력이 적기에 열도 적고, 팬도 낮은 RPM으로 돌아갈 수 있어서 저소음이 가능해진다.

기준

파워서플라이는 브랜드 특히 OEM 브랜드가 매우 중요하다. 왜냐하면, 설계 능력보다도 생산 과정이 안전성을 최종적으로 결정하기 때문이다. 설계는 싱글 레일, 멀티레일 등 모든 브랜드가 똑같기 때문에 설계를 잘하니 못하니 이런 건 척도가 되지 못한다. 권장되는 OEM 제조사로는 FSP, 델타(Delta), 인핸스(Enhance), 시소닉(Seasonic), CWT 등이 있다. 그리고 필드테스트나 각종 벤치마크를 참고하는 방법도 있다. 하지만 이 방법은 기업으로부터 샘플을 받고 써주는 게 대부분이라 너무 맹신할 필요는 없다. 제조사에서 제품을 제공해주는 필드테스트를 나쁘게 쓰는 경우는 결단코 없지만, 참고용으로는 볼 만은 하다. 그리고 각종 벤치 사이트에 올라온 리플과 노이즈 값을 보는 것도 좋은 파워서플라이 선택에 도움이 된다. 인텔(Intel)의 가이드라인에 따르면 리플&노이즈값이 12V는 120mV 이하, 5V와 3.3V는 50mV 이하가 되어야 한다. 저 수치를 넘어가는 리플과 노이즈는 부품에 악영향을 끼칠 수 있다. 물론 부품이 다시 전력을 정류하므로 특히 고급부품을 쓴다면 리플&노이즈에 그다지 연연할 필요가 없기도 하고, 리플과 노이즈는 환경에 따라 차이가 극심하며, 이중에서 노이즈보다는 리플 전압이 훨씬 더 영향을 끼치므로, 단순히 리플과 노이즈값만 보고 파워서플라이의 수준을 판단하기는 어렵다. 물론 파워서플라이가 공급하는 전력의 질을 판단하는 참고자료로서의 가치는 충분하다. 파워의 무게를 체크하라 파워를 구입 할 때 오프라인에서 제품을 만져볼 수 있다면 외관보단 무게를 체크해 보는 것도 하나의 방법이다. 대체로 안정성이 높은 파워일수록 부품들이 고급화 되어 있고, 부품의 수량도 많아서 무게가 묵직하게 느껴진다. 가격은 높지만, 품질이 좋지 않은 제품들의 경우 가격 절감을 위해 필수적으로 들어가야 하는 EMI 필터 같은 걸 빼는 경우도 있기 때문에 들어보면 굉장히 가볍다는 걸 느낄 수 있다. 좋은 파워의 내부는 속이 꽉 찬 느낌이 드는데 이는 고급 부품을 쓰고 부품수도 많기 때문이다. 다만 무게로만 제품 품질을 측정하는 사람들을 속이기 위해 간혹 무게추를 넣어서 무게를 속이는 경우도 있다. 따라서 묵직하다고 해서 안심할 수 없고 방열판 크기를 조심해야 하는데 방열판이 필요 이상으로 크면 오히려 다른 부품이 들어갈 공간을 차지해버리기 때문에 방열판이 커서 속이 꽉 찬 느낌은 오히려 좋지 않다. 그리고 PC방이나 대규모 전산시설 등 컴퓨터를 엄청나게 많이 사용한다면 고조파를 따지는 것도 괜찮다. 고조파에는 고조파 전류와 고조파 전압이 있는데, 이 고조파들은 전원부로 유출되어 건물 전선망, 변전기, 발전기 등에 발열, 오작동 등의 피해를 줄 수 있으며, 전파환경에 좋지 않은 영향을 주며 이로 인해 AC단 전압강하 등이 일어나 DC 전력 품질을 떨어뜨리면 부품에 나쁜 영향을 끼칠 수 있다. 물론, 이건 제대로 된 액티브 PFC 제품을 사용한다면 상관없다. 또한 PFC 없는 파워도 웬만해서는 문제가 없는 게 정상이다. 하지만 가장 간단한 방법은 제 값을 주고 구매하는 것이다. 100W당 가격대가 나간다면 그만큼 좋은 파워일 가능성이 크다 . 물론 아닐 가능성도 있지만, 너무 가격이 싼 파워, 정격이 아닌 표기전압으로 표시된 파워, 인증마크가 거의 없는 파워는 가격은 높지만, 품질이 좋지 않은 파워로 의심해볼 수 있다. 예시로 자신이 살 파워가 650W이라면 +12V나 +12V² X 숫자 A가 650W의 90% 내외 등 근접한다면 그 파워는 품질이 좋을 확률이 높다.

커넥터

대부분의 파워에는 다음과 같은 커넥터들이 있다. 고가형의 파워는 일명 모듈러라고 해서 간편한 선정리를 위해 필요한 커넥터만 연결해서 쓸 수 있게 하기도 한다. 미관을 추구하는 소비자들을 노리고 연장 슬리빙 케이블이 별도로 판매되기는 하지만 일반적으로는 안 쓰는 게 좋은 물건. 케이블의 길이가 늘어난다는 건 문제가 생길 수 있는 구간 또한 늘어난다는 걸 의미한다.

메인 전원 커넥터

메인보드에 붙어있는 대부분의 부품들 전원을 공급해주는 커넥터로 당연히 메인보드에 연결한다. 파워서플라이의 동작 테스트에 사용되며 이걸로 12V, 5V, 3.3V의 직류전기를 생산해 스마트폰이나 주변기기 충전을 위한 변압기로도 사용 가능하다.

CPU 보조 전원 커넥터

CPU에 추가로 전원을 공급해준다. CPU 소켓 주변에 위치하며 실제로 꽂아야 할 것으로 보이는 핀 수가 4핀이 아니라 하더라도 기본적으로 4핀만 꽂아도 작동한다. 물론 물론 기본적으로 8핀 단자라 하더라도 4핀만 꽂으면 작동되지만, 가끔 8핀을 전부 꽂아야 작동되도록 설계된 메인보드도 있다. 원래 서버용 보드에 안정적인 전원을 공급해주기 위하여 8핀을 사용하였으나, 2016년 기준 저가형 메인보드를 제외하고 대부분의 메인보드에서 8핀 단자가 달려있으며 심지어 전력 소모량이 많은 익스트림 제품군에는 8핀 2개를 탑재하는 보드도 있다. 대부분의 파워에는 둘 다 호환하기 위해 합체가 가능한 4핀 커넥터 두 개가 달려있다. 높은 전압을 요구하는 극 오버만 아니라면 오버클록 시에도 8핀과 4핀 사이에는 큰 차이가 없다. 과거엔 TDP 140W짜리 CPU도 4핀으로도 아무런 문제 없이 전원을 공급하였으니 8핀에 4핀만 꽂았다고 걱정할 필요가 없다. 그보다 애초에 4핀만으로도 192W의 전력을 공급할 수 있어, 오버클록을 하지 않는 이상 웬만하면 전혀 문제가 안 된다. 안정적인 전원 공급에 있어서 보조 전원 커넥터가 4핀이냐 8핀이냐도 영향을 주기는 하지만 메인보드의 전원부 설계와 파워서플라이의 전체적인 설계가 훨씬 더 중요하다. 대충 만든 8핀보다 제대로 만든 보급형 파워의 4핀이 더 낫고, 보급형 파워의 8핀보다 고급형 파워의 4핀이 더 낫다. 또한, 아무리 좋은 파워라도 메인보드의 전원부 설계가 부실하면 CPU의 전압강하나 출렁임을 경험할 수 있다.

AMP MATE-N-LOK 파워 커넥터

메인보드에 연결되지 않은 주변 장치들의 전원을 공급해주는 커넥터로 과거 IDE 시절에는 하드디스크가 이 커넥터를 이용했으나 S-ATA로 넘어가서부터는 사용 빈도가 줄었다. 주로 몰렉스 단자라고 불리며, 단자 내에 핀이 고정되어있지 않아서 연결할 때마다 귀찮은 단점이 있다. 핀 하나가 뒤로 밀려나는 일이 예사이므로 연결할 때는 핀을 가지런하게 배열한 후 핀이 밀려나지 않게 커넥터 뒷부분을 선과 함께 단단히 잡고 밀어 넣어보자. 아직 냉각팬의 대다수가 4핀을 사용하고 있으며, 그래픽 카드의 확장 카드 전원을 추가로 확보하기 위해 커넥터를 이용해서 4핀 2개를 6핀이나 8핀으로 변환해서 사용하는 경우도 많기 때문에 특수한 경우가 아니면 4핀을 어느 정도 이상 기본적으로 달아주는 것이 일반적이다. 노란색은 12V+,빨간색 5V+의 전류를 공급한다. 검은 선은 그라운드로 -극이다.

S-ATA 전원 커넥터

S-ATA 규격 이후의 보조기억장치 들의 전원을 공급해 주는 커넥터. PCI 익스프레스 방식으로 나오는 USB 3.0 확장 카드의 전원을 공급할 때에도 S-ATA 커넥터가 사용된다. S-ATA 케이블과 어울리게 형태가 상당히 얇게 변했다. S-ATA의 특성상 커넥터가 빈약해서 잘 파손되고, 장착 시 툭 건드리면 잘 빠지는 현상이 있음으로 주의해야 한다. 기존의 전원 커넥터를 S-ATA 전원 커넥터로 변환해 주는 커넥터가 있는데, 이건 잘 알아보고 구입해야 한다. 시중에 불량품이 많이 풀려 있어서 커넥터가 녹거나 불이 나는 경우가 많다. 선 4가닥을 한꺼번에 몰딩 안에 쓸어 넣은 커넥터의 경우, 12V 또는 5V 선과 접지선이 너무 가깝게 붙은 채로 굳어지면 전류가 누설되며 합선되어 불이 날 수 있게 된다. 하지만 커넥터 자체에 플라스틱 격벽으로 구획이 나누어져 있고 각각의 선이 물리적으로 분리된 구획으로 들어가는 구조의 커넥터에서는 그런 문제가 일어날 수가 없다. 하지만 시중에서 파는 80-90%의 커넥터는 죄다 몰딩 타입이라는 것이 문제다.MOLEX to S-ATA를 꼭 써야 하겠다면 이 동영상들을 참고하여 구획이 잘 분리된 모델을 찾아보는 것이 좋다.

PCI-E 전원 커넥터

PCI Express 규격의 확장 카드의 전원을 추가로 공급하는 커넥터이지만 확장 카드 중에서 추가로 전원을 공급해야 할 만큼 전기 많이 먹는 게 사실상 그래픽 카드밖에 없음으로 사실상 그래픽 카드 전용 커넥터로 쓰이고 있다. 그래픽카드에 따라서 6핀, 8핀, 6핀 2개, 8핀 2개, 8핀 3개를 연결해야 하는 경우가 일반적이며 보통 파워에는 6핀+2핀 형태로 존재한다. 참고로 6핀은 최대 75W, 8핀은 최대 150W까지 공급이 가능하며 2020년 9월 24일에 등장한 RTX 3090의 경우 그래픽카드 제조사마다 다르지만 12핀 보조전원 1개가 장착된 경우도 있는데 8핀 2개를 12핀 1개로 변환하는 젠더를 연결하여 장착하고 있으며 추후 [[하이엔드]급 파워서플라이 한정으로 12핀 보조전원이 등장할 수도 있다.

플로피 전원 커넥터

플로피디스크 드라이브에 전원을 공급하는 커넥터. 플로피디스크가 사장됨에 따라 현재는 거의 사용되지 않지만 호환 성 문제 상 존재하기는 하며,카드 리더기나 몇몇 USB 확장 카드 같은 일부 장치가 플로피디스크용 커넥터를 사용해서 전원을 공급받기도 한다. 2019년 기준, 이 FDD용 전원 커넥터를 사용하는 PC는 거의 존재하지 않으나, 많은 파워서플라이가 MOLEX 라인의 끝부분에 플로피 단자를 달아 하나씩 넣어놓고는 있다.

관련 실험

2009년 6월에 플레이웨어즈라는 개인 컴퓨터 커뮤니티 주인장이 인기 순위가 높은 6만 원 이하의 500W 파워 23개를 직접 사서 실험을 하였는데 결과는 충격적이였다. 어떤 제품은 인기 순위 상위권 제품이었는데도 불구하고 실험을 못 견디고 고장이 났고, 다른제품은 살아남았지만, 전압 출렁임이 너무 심해서 도저히 써먹을 수 없는 제품인 게 드러났다. 그리고, 뒤이어 나우퍼그에서는 전문 장비까지 대여해서 8종의 파워를 실험했는데 폴웨즈의 실험에서 고장 났던 제품들과 동일한 회사의 제품들이 모두 고장이 났고 폴웨즈의 실험에서 아슬아슬하게 살아남은 제품들도 전부 고장이 났다. 이 실험은 전문 계측 장비를 동원한 실험이었기에 결과에 대해 왈가왈부 할 수 없는 상황이다. 이후 파장을 겪은 뒤 2014년 3월 파코즈에서 원웨잇(1wait)이라는 유저가 보급형 파워서플라이 26종의 전선, 인덕터, 기판에 사용된 모든 부품을 꼼꼼하게 해부한 벤치마크가 등장했다. 이 실험은 훌룡한 벤치마크의 표본이자 소비자가 좋은 파워서플라이를 고르는 데 일조했다는 평가를 받았다. 여기서 선정된 파워는 FSP와 마이크로닉스로 선정됬다. 2009년 6월에 두 유저가 한 실험의 여파로 인터넷의 컴퓨터 관련 커뮤니티에서 큰 파장을 불러일으켰다. 이 실험으로 인해 좋지 않은 품질의 파워서플라이에 대한 문제를 환기시키며 컴퓨터를 좋아하는 유저들의 인식을 개선시키는데 일조했다 당장 효과로 5만 원 주변 대에서 가격을 품질은 낮지만, 가격은 높은 제품들은 굉장히 줄어든 편이다. 그리고 이 테스트의 여파로 오씨씨티 벤치마크 프로그램이 대중화가 되었다. 플웨즈에서 파워를 터트린 방법이 이 OCCT를 돌림으로서 터트린 것이기 때문이다. 단, 이 OCCT는 소프트웨어 측정이기 때문에 참고로만 활용하는 게 좋으며, 제일 좋은 방법은 실제 계측 장비를 통해 측정하는 방법이다. 이실험으로 컴퓨터를 좋아하는 유저들 사이에서 긍정적인 파장이 생기고 5년 뒤 2014년 3월에 원웨잇이라는 유저의 실험은 더욱더 큰 파장을 불러일으켰는데 사람들이 그동안 믿었던 유명한 파워서플라이 제조회사는 엉망으로 결과가나왔고 FSP와 마이크로닉스 두 회사만 선정되는 실험 결과가 나오면서 문제가 된 페이크파워는 지금까지 욕을 먹고 있으며 이 덕분에 반사이익으로 FSP와 마이크로닉스의 파워는 이후에도 엄청난 인기에 팔려 가고 있는등 훌룡한 벤치마크의 표본이자 소비자가 좋은 파워서플라이를 고르는 데 일조했다는 평가를 받았고 제조사들이 드러내기 싫어하는 어두운 단면을 보여줬다고 봐도 과언이 아니다.

유명 제조사

• 에이블컴(Ablecom) : 서버와 웍스용 보드로 유명한 슈퍼마이크로의 자회사이다.
• 아크벨폴리테크(Acbel Polytech) : 1981년 창립, 1988년부터 본격적으로 파워서플라이를 생산해온 대만의 유명 파워서플라이 메이커 업체이다.
• 앤디슨 (Andyson) : 1997년에 설립된 대만 회사이다. 기가바이트, 잘만, 쿠거 등 여러 곳에 OEM으로 제품을 공급한다.
• 치코니파워 테크놀로지 (Chicony Power Technology) : 2008년에 설립된 대만의 제조업체다. 델, HP, 소니, 삼성전자 등의 주요 제조업체들에다가 OEM으로 제품을 공급하는 비중이 높은 편이어서, 일반 소비자용 ATX 파워의 비중은 상당히 낮은 편이다. 일반 소비자들한테는 델타, 인핸스 등의 제조업체들과 더불어 이러한 제조업체도 있나 싶을 정도의 낮은 인지도와 더불어 제품을 구하는 것 자체가 어려운 업체이지만, 당장에 이름만 대면 알 수가 있는 완제품 PC 제조업체들이 다른 건 몰라도 파워 만큼은 엄선해서 집어넣기에 제조실력 그 자체는 의심의 여지가 없다고 봐도 무방하다.
• 샤넬웰 테크놀로지(CWT) : 1993년부터 파워서플라이를 생산해온 대만의 회사다. OEM/ODM 등을 주력으로 하면서 한 해 매출만 2,000억 원도 넘기는, 명실상부한 파워서플라이 제조사다.
• 델타 (Delta) : 1971년 대만에서 설립된 파워서플라이 시가총액과 시장 점유율 1위 업체로 델타의 시가총액이 FSP의 시가총액의 무려 100배에 달한다.
• 인핸스(Enhance) : 1986년에 설립된 대만의 파워서플라이 제조업체다. 설립했을 때부터 파워서플라이만 만들어 왔으며, 서버 시장의 2등을 두고 에타시스(ETASIS)와 다툰다.
• 이타시스(ETASIS) : 일반 소비자들이 거의 만날 일이 없는 파워로 성능에서는 델타, 인핸스와 함께 최고로 인정받는 곳이다. 쓰이는 곳이 서버나 산업용, 의료용, 워크스테이션 등 전력 공급에 문제가 생겼다가는 엄청나게 무시무시한 손해가 나는 환경이다 보니 가격에 신경 쓰지 않고 최상의 품질을 추구한다.
• 포트론소스파워(Fortron Source Power) : 대만의 파워서플라이 제조회사. 가장 많은 80 플러스 인증을 받은 업체로 유명하다. 2000년대 중국산 좋지않은 품질이 많았던 한국의 파워서플라이 시장에서 제대로 된 파워들을 대표하는 롤모델이기도 했다.
• 그레이트월(Great Wall) : 중국 2위의 파워서플라이 제조사로, OEM 쪽에서 상당한 인지도를 가지고 있다. 기술력도 괜찮아서 저가형임에도 전압 변동률이나 리플&노이즈가 낮다.
• 히로이치 일렉트로닉스 코퍼레이션(HEC) : 1979년 설립하여 파워서플라이 및 컴퓨터 케이스를 제조하는 대만 회사다. 써멀테이크(Thermaltake)의 제품 중 상당수가 이곳의 제품이다.
• 헌트키(Huntkey) : 중국 1위 점유율의 파워서플라이 제조사로, 여러 업체에 OEM으로 공급하고 있다.
• 임페르비오(Impervio) : 하이엔드 파워서플라이의 강자로 한국에서는 이름이 별로 알려져 있지 않으나 일본이나 유럽 등지에서는 상당히 유명한 업체이다.
• 피씨파워앤쿨링(PC Power & Cooling) : 1986년도에 설립된 미국 회사이다. CPU 쿨러와 최초의 독립형 파워서플라이 유닛을 최초로 개발했다. 리던던트파워 또한 최초로 개발하였으며, 엔비디아 SLI 최초 인증 파워, 최초의 1,000W 파워인 터보] 1,000W 개발 등등 온갖 업적들을 다수 보유한 회사다.
• 시소닉(Seasonic) :1975년 대만에서 설립된 파워서플라이 전문 생산 기업. 최초로 인텔의 ATX규격에 맞는 파워서플라이를 만든 회사다. 80 플러스 인증을 받은 최초의 파워서플라이 제조사기도 하다.
• 세븐팀(Seventeam) : 1990년대에는 에너맥스(Enermax), 시소닉과 함께 3대 파워로 통했던 회사이다. 당시 가격대가 세븐팀 > 시소닉 > 에너맥스였을 정도였다. 최고의 성능과 전압 안정성을 보장해 주며, 동시에 최고의 소음과 무게도 갖고 있다.
• 서텍(Sirtec) : 대만 제조사로 OEM/ODM으로는 서텍 이름으로 자체브랜드로는 하이파워로 유통된다. 플래티넘 파워를 다수 생산할 정도로 기술력 자체는 좋은 회사다
• 슈퍼플라워 (SuperFlower) : 한때 뛰어난 가성비로 인기몰이를 했던 파워 제조사로 가격이 꽤 적절하면서도 80 플러스 인증을 받은 파워가 많아서 플래티넘 인증 파워 개수로만 따지면 세계 3위, 티타늄 인증은 세계 1위일 정도이고 세계 최초로 115V 환경에서 80플러스 티타늄 인증, 230V 환경에서 세계 최초로 2,000W급 80 플러스 플래티넘 인증까지 받았다.
• 타간(TAGAN) : 독일의 파워서플라이 제조사로 고급형 파워를 주로 만든다.
• 토파워(Topower) : 유럽 쪽에서 유명했던 제조사로, 국내에선 아는 사람만 알았으나 유통사 폭스테크놀러지와 탑파워코리아의 등장으로 조금 익숙해진 브랜드이다. 한때 국내에서도 유명했던 유럽 판매 1위의 검은 심장 타간이란 브랜드의 실 제조사이기도 하며, 파워서플라이 관련된 각종 기술에 대한 특허가 많은 제조사이다.
• 지피 (Zippy) : 대만의 서버용 파워서플라이 제조사로, 파워서플라이는 EMACS 브랜드를 달고 나오며 서버용 파워 시장 강자이다.
• 나오테크놀로지스(Nao Technologies) : 커스터머 파워를 제작하는 곳으로 주로 달러벌이를 하는 기업이며, 의료용 파워, 산업용 파워 등 고객 입맛에 맞는 파워를 맞춤 제작한다.

참고자료

• 〈파워서플라이(컴퓨터)〉, 《나무위키》
• 〈CWT〉, 《나무위키》
• 〈Acbel〉, 《나무위키》
• 〈Delta〉, 《나무위키》
• 〈FSP〉, 《나무위키》
• 〈HEC〉, 《나무위키》
• 〈Seasonic〉, 《나무위키》
• 〈80Plus〉, 《나무위키》
• 〈인증정보 검색〉, 《제품안전센터》
• 레시메르베주, 〈2014년 파워 대란에서의 마닉 파워〉, 《인벤》, 2017-02-01
• 플웨즈, 〈중저가형 POWER SUPPLY 벤치마크〉, 《플레이웨어즈》, 2009-06-24
• 헤르미온느, 〈(오픈테스트) 8종 PSU 효율 테스트〉, 《나우퍼그커뮤니티》, 2009-06-28
• 주식회사 영인테크, 〈POWER SUPPLY / 파워서플라이란?]〉, 《네이버 블로그》, 2019-05-02
• 컴퓨터닷코리아, 〈(파워서플라이 총정리) ① 동작의 원리는?〉, 《지디넷 코리아처》, 2004-02-13
• 둥이파파, 〈파워서플라이에 종류〉, 《티스토리》, 2019-03-11
• Rapter , 〈파워(PSU) 크기와 형태의 분류 (ATX, M-ATX, TFX, Modular)〉, 《티스토리》, 2011-04-20
• Neo , 〈SMPS란 무엇인가?〉, 《다음 블로그》, 2012-01-13
• PC사랑, 〈이달의 IT용어 파워서플라이 종류〉, 《스마트PC사랑》, 2013-10-24
• 박선중 기자, 〈PC안의 작은 변전소, 파워서플라이를 알아보자.〉, 《다나와》, 2016-03-04
• 곽종규 기자, 〈북변동 화재 ‘컴퓨터 전원공급장치’ 원인〉, 《김포저널》, 2018-08-28

같이 보기

• 컴퓨터
• 전원
• UPS
• SATA
• PC
• CPU
• 본체
• 파워

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