3 Phase의 진실을 밝힌다! 메인보드 전원부에 대한 모든것 Page 7:: 보드나라

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전송 2002-11-27 02:00

[칼럼]
3 Phase의 진실을 밝힌다! 메인보드 전원부에 대한 모든것

1. 처음	2. 안정적인 전원부가 10년의 선택을 좌우한다
3. 기초부터 확실히 알고 넘어가자	4. 각 소자별 용도 및 구분
5. Switching Regulator란 무엇인가?	6. Switching Regulator의 실제 구성
7. 메인보드를 통한 Phase 구분법	8. 3 Phase 전원부의 진실을 밝혀라
9. 마치며

7. 메인보드를 통한 Phase 구분법

먼저 Phase에 대해 살펴보기 전에, 메인보드를 보고 몇 Phase인지를 알 수 있는 방법을 알아보도록 하자. 위에서 언급했던 것들이 여기서 빛을 발하는 것이다. ㅡㅡ;;;

Phase란, 하나의 작업 단위를 이야기한다. 즉, 1 Phase는 하나의 전원부를 뜻하며, 3Phase는 각각 독립적인 전원부가 3개가 구성이 되어있다는 뜻이다. 따라서, 1 Phase 전원부는 다음과 같은 장치들로 구성되어있다.

1개의 초크 코일
2개의 MOSFET 소자
1개의 Switching Regulator
컨덴서
Switching Regulator를 컨트롤하는 드라이버 칩

따라서 3 Phase 전원부는 3개의 초크코일과 6개의 MOSFET소자, 1개의 Switching Regulator, 수많은 컨덴서, 3개의 드라이버칩으로 구성이 되어 있다. 원리대로라면 3개의 Switching Regulator를 사용해야 하지만, Regulator는 각 Phase에 맞게 구성이 되어 나오므로, 3 Phase인 경우 3 Phase용 Regulator를 사용하면 된다. 따라서 Regulator는 1개가 사용이 된다. 그렇다면 여기서 메인보드 전원부 하나를 살펴보고 넘어가도록 하자.

3 Phase의 Iwill P4HT-S

1 Phase는 초크코일 하나, MOSFET 소자 2개 드라이버칩 하나, 컨덴서로 이루어졌다고 말씀드렸다. 이 P4HT는 4개의 초크코일을 장착하여 4 Phase라고 부를 수 있는 요건은 갖추지만, 곰곰히 생각해보면 MOSFET소자는 6개가 장착이 되어 있다. 1 Phase당 필요한 MOSFET소자가 2개라고 하였으므로 일단 3 Phase라고 볼 수 있다.

여기에서 초록색의 컨덴서들은 상단의 초크코일과 맞물려 CPU에 직접 전력을 공급하는 최종 출력 소자로 사용된다. 뒷장에서 접할 앞서 공기이론을 먼저 읽어보시고 이해하시면 편하리라 보고 설명하자면, 각 Phase당 3개의 컨덴서 (공기를 부는 사람)를 배분하여 초록색의 컨덴서들은 모두 각 Phase의 최종 출력단자로 이용된다.

나머지 1개의 초크코일과 옆에있는 보라색 컨덴서는 해당 phase의 출력단과는 연계가 없는 부분이며, 1차적으로 파워 서플라이에서 공급되는 전압을 각 phase에 분배하는 입력단에서 충분한 전원의 공급을 돕는 입력 버퍼의 역할을 맏는다.(이를 Decoupling이라고 한다) 따라서 출력단의 컨덴서와 비교할때 전압이 높은 컨덴서들이 주로 장착이 되어 있으며, 부실한 출력을 지원할지도 모르는 파워서플라이에 대한 안전대책으로 별도의 버퍼를 준비하여 놓는 것이다. (대부분의 메인보드는 입력단의 경우 초크코일과 캐퍼시터의 색을 분리시켜 알아보기 쉽게 한다)

컨덴서는 위의경우 초록색과 보라색의 컨덴서가 사용되는데, 총 수를 세어보면 12개의 초록색 컨덴서와 4개의 보라색 컨덴서가 사용된다. 초록색 컨덴서는 아주 큰 용량의 3300uF으로 총 39600uF을 구성하고 있고, 보라색은 1500uF이다.

입력 버퍼는 보라색 캐퍼시터가 4개 총 8800uF 이 공급되며, 12개의 출력단 컨덴서는 3개의 Phase이므로 3으로 나누면 4개씩이다. 따라서 1 Phase당 13200uF이 공급되어 이 전원부는 3 Phase라는 것을 입증시킨다.

그러나 문제는 이것으로 100% 알 수 있는것은 아니라는 것이다. 실제로 저번에 언급이 있었던 Albatron PE메인보드의 경우에도 6개의 MOSFET 소자와 3개의 초크코일을 갖추었지만, 실제로 2 Phase이다. 실제로 Phase를 정확하게 알려면 Swtiching Regulator의 기술문서를 보는것이 가장 도움이 된다. 위에서 한번 본 4 phase 구성의 ABIT IT7 MAX2에서 채용한 HIP6301CB 스위칭 레귤레이터의 데이터 시트를 보자.

ABIT IT7-MAX2에서 사용한 HIP6301CB Switching Regulator

기술문서 첫 상단에 Typical Application. 4 Phase ...라고 정의된것을 보실 수 있다. 이것은 즉, 최대 4 Phase까지 지원할 수 있는 칩이라는 뜻이다. 실제로 구성을 보아도 ABIT IT7 MAX2는 4 phase를 채용하였다.

물론 이로도 100% 알기는 어렵다. 실제로 4 phase switching regulator로 3 phase구성을 한 제품이 간혹가다 있기는 했다. 즉 이는 Regulator Datasheet의 자료와 분석한 초크코일과 컨덴서, MOSFET의 구성과 데이터시트를 연관지어 고려하여야 하며, 그렇게 되면 99% 파악이 가능하다.