디지털 전원부, 메인보드의 마지막 선택인가? Page 6:: 보드나라

6. 디지털 전원부의 Phase 구분 방법

지금까지 아날로그 전원부와 비교하여 디지털 전원부가 어떤 차이를 보이고 있고 각 부분이 어떻게 달라졌는지를 살펴보았다. 다음은 메인보드를 통해 Phase를 구분하는 방법을 살펴보자.

아날로그 전원부의 Phase 구분 방법

아날로그 전원부의 Phase 구분법은 이미 보드라나 기사로 살펴보았던 3 Phase의 진실을 밝힌다! 메인보드 전원부에 대한 모든것에서 설명하는 방법을 통해 쉽게 구분할 수 있을 것이다. (여기서 Phase는 하나의 작업 단위로 1Phase는 하나의 전원부를 뜻하고 3Phase는 3개의 독립 전원부가 구성되었다는 것을 의미한다고도 언급하였다.)

아날로그 전원부에서 Phase를 구분하기 위해서는 외부에 사용되고 있는 소자들을 통해 구분을 할 수 있는 방법과 사용되고 있는 Switching Regulator의 스펙 정보를 확인하는 방법을 함께 사용하면 거의 모든 아날로그 전원부의 Phase를 구분할 수 있다.

아날로그 전원부에서는 외부 소자들을 통해 Phase를 구분하기 위해 1개의 쵸크 코일, 2개의 MOSFET 소자, 1개의 Switching Regulator, 캐패시터, Switching Regulator를 컨트롤하는 드라이버 칩의 총 4가지 부분을 체크해야 한다. 하지만, 이 방법도 완벽한 방법은 아니기 때문에 제조사에서 제공하는 Switching Regulator의 데이터 시트와 사용되는 소자들의 구성과 함께 살펴보면 그 제품의 Phase 구성을 확인할 수 있다.

디지털 전원부의 Phase 구분 방법

그러나, 디지털 전원부에서는 이와 같은 방법으로 구분하기는 쉽지 않다. 이유는 아래의 디지털 전원부 이미지를 보자.

[아날로그 입력부와 디지털 출력부를 가진 ABIT QuadGT]

디지털 전원부에서는 우선 아날로그 전원부에서와 다르게 외부에서 보여지는 소자들로는 쉽게 그 제품의 Phase를 구분하기 어렵다. 이유는 아날로그 전원부에서 처럼 확실하게 구분을 위한 소자들이 많지 않기 때문이다. 특히, 캐패시터는 아날로그 전원부에 자주 사용하는 일반 전해 캐패시터가 아닌 SMD 방식을 적용하고 있는 적층 칩 세라믹 캐패시터 (MLCC)이기 때문에 외부에서는 용량을 확인하기는 어렵다.

이런 적층 칩 세라믹 캐패시터를 채용하게 됨에 따라 사용자들은 아날로그 방식의 캐패시터 용량에 의한 충실한 전원부 구분이 어려워지지만, 적층 칩 세라믹 캐패시터는 일반 전해 캐패시터들보다 유리한 장점들이 많다는 것은 앞서 소개해드렸다. 또, SMD를 적용하기 위해 SMT 공정을 갖추어야 하므로 기술력과 자본이 없는 제조사들은 쉽게 이를 적용하기는 어렵다는 것을 감안하면 이전 아날로그 전원부의 전해 캐패시터 용량에 따른 충실한 전원부의 구분과는 차이를 보인다.

그렇지만, 외형적으로 구분할 수 있는 방법이 아예 없는 것은 아닌데 정확한 방법은 아니다. 외형적으로 구분할 수 있는 가장 쉬운 방법은 바로 인덕터와 MOSFET와 드라이버 칩이 통합된 칩을 확인하는 것이다. 아날로그 전원부에서 역시 인덕터와 MOSFET, 드라이버 칩의 갯수로 Phase를 구분할 수 있는 방법과 유사하다고 볼 수 있다. 그러나, 디지털 전원부의 인덕터와 MOSFET과 드라이버 칩은 일정 규칙을 가지기 때문에 아날로그 전원부의 쵸크 코일보다는 더 구분이 쉬울 수 있다.

[5개의 Driver-FET 통합 VT1135 칩 (파란 원)]
[Pulse PA1315NL Coupled Inductor (노란 원)]

디지털 전원부를 사용하고 있는 ABIT AB9 QuadGT의 인덕터는 Pulse의 PA1315NL Coupled Inductor와 MOSFET과 드라이버 칩이 통합된 Volterra VT1135 칩이 사용된다. ABIT AB9 QuadGT의 디지털 전원부에 사용되는 인덕터나 MOSFET과 드라이버 칩이 통합된 칩의 사용과 마찬가지로 다른 디지털 전원부를 가진 메인보드 역시 이와 크게 차이 없는 구성을 하고 있다.

쉽게 아날로그 전원부에서의 Phase 구분처럼 사용되는 인덕터를 보는 것이다. 이 인덕터에는 Phase를 구분할 수 있는 힌트가 숨어 있는데 바로 인덕터에 인쇄된 제품명이다. 디지털 전원부를 구성하는 인덕터들은 제조사마다 동일한 방식을 적용하고 있는 것으로 확인되었는데 이는 보통 2Phase에서부터 최대 5Phase까지의 구성이 가능한 것으로 나타나고 있다. 인덕터는 Phase에 따라 크기가 다르기 때문에 눈으로 보아도 쉽게 구분이 가능하다. 또, 이 메인보드에 사용된 Pulse PA1315NL의 모델명 중 가장 끝자리에 위치한 숫자를 주목하면 된다. 보통 디지털 전원부에 사용되는 인덕터들은 끝자리에 사용되는 Phase를 구분할 수 있는 숫자가 위치한다.

ABIT AB9 QuadGT에 사용되는 인덕터는 Pulse사의 것으로 PA1315NL로 표기되어 있는데 앞서 언급한대로 끝에 위치한 NL앞의 5가 바로 Phase를 나타내는 숫자이다. 이를 통해 이 제품은 5Phase를 구성한다는 것을 알 수 있을 것이다. 마찬가지로 Pulse의 PA1312/ PA1313/ PA1314는 각각 2/ 3/ 4 Phase를 구성할 수 있는 인덕터들이라는 것도 알 수 있을 것이다.

또, 앞장에서 살펴본 MOSFET과 드라이버 칩을 통합한 VT1135 칩 역시 Phase를 구분하기 위해 확인할 수 있는 부분으로 Phase에 따라 디지털 전원부에서는 하나씩 사용되므로 5개가 사용되어 5Phase의 구성이라는 것을 확인할 수 있다.

그러나, 이런 방법 역시 아날로그 전원부 Phase 확인 방법과 마찬가지로 제조사에 다라 다른 구성을 할 수 있으므로 정확한 방법으로 보기에는 부족하다. 따라서, 디지털 전원부 역시 Phase를 구성하기 위해 사용되는 Switching Regulator와 인덕터의 데이터 시트를 확인하는 것이다.

[VITEC 59P9855 Multi-Phase Coupled Inductor]

앞서 언급하였듯이 ABIT AB9 QuadGT에 사용되는 Switching Regulator인 VT1115M과 MOSFET과 드라이버 칩인 VT1135에 대한 자세한 정보가 공개되지 않아 VITEC의 59P9855 Multi-Phase Coupled Inductor를 사용하였다. ABIT AB9 QuadGT에 사용된 인덕터와 동일한 Phase 구성을 하고 있기 때문에 회로도로 쉽게 설명할 수 있어 여기에도 포함하였다.

[Pulse PA1315NL Coupled Inductor]

Pulse PA1315NL Coupled Inductor는 VR10과 VR11 규격을 지원하고 있으며, 2/ 3/ 4/ 5Phase를 구성하는 칩셋이 구분되어 있다.

데이터 시트에는 VITE 59P9855가 최대 5Phase의 전원부를 구성하고 있다고 언급하고 있으며, 이 회로도에도 MOSFET과 드라이버 칩이 통합된 칩이 모두 5개가 사용되고 있다. Switching Regulator, MOSFET과 드라이버 칩이 통합된 칩의 갯수로 이 인덕터가 5Phase를 구성하고 있다는 것을 보여준다. 하지만, 이 부분도 제조사마다 이를 구성하는 방법에 차이를 보이는데 일부 디지털 전원부를 채택한 메인보드들은 3Phase를 갖는 2개의 인덕터를 사용하는 등의 방법을 사용하고 있으므로 아날로그 전원부 구분 방법과 마찬가지로 해당 인덕터의 데이터 시트와 소자들을 함께 확인하는 것이 정확한 구분법이다.