컴퓨터 부품에 있어서 고성능이라는 말은 곧 높은 발열과 높은 전력 소모를 의미한다. 높은 발열은 고성능 팬과 히트싱크를 장착하여 해소할 수 있지만, 그에 상응하는 소음을 수반하게 되고, 높은 전력 소비는 전원 공급기의 출력을 총 동원하게 만든다. 현재 펜티엄4 CPU의 경우 높은 전력 소모로 인하여 정격 출력 300W 이상의 파워를 권장하고 있는데, 파워 역시 출력이 높아질수록 그에 상응하는 열을 발생하게 되어 이러한 열을 해소하기 위해선 고성능의 팬과 히트싱크는 선택이 아닌 필수 요소일 것이다. 물론 여기서도 소음이란 골치 아픈 존재가 따라온다. 열과 소음... 이 두 가지는 서로 상대적인 요소로서 컴퓨터를 사용하는 한 앞으로도 계속해서 사용자들을 괴롭힐 것이다.
무소음에 관한한 이제는 세계적인 기업으로 성장한 잘만테크가 이러한 사용자들의 고통을 해결하고자 오래 전부터 다양한 무소음 제품들을 출시하고 있는데, 본인이 이번에 살펴볼 제품은 ZM400A-APF라는 400W 전원 공급기이다.
ZM400A-APF는 정격 출력이 400W로서 보급형 파워가 아닌 고급형 파워에 속하므로 앞으로 진행되는 본인의 글을 보는데 있어 이 부분을 인지한 상태에서 보기 바란다.
1. 제품 사양 및 특징
아래 기재된 사양과 특징은 잘만테크 홈페이지에서 발췌한 내용이다.
1-1. 제품 사양
AC입력사양 |
AC 입력 범위 |
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AC 입력 전류
(정격) |
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PFC 종류 |
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역률 |
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돌입 전류 한도
(@ 25℃ 냉 운전) |
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효율 |
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Active PFC에 대해서는 뒤에 따로 다루도록 하겠다.
DC출력전압 안정도 (전부하 조건) |
출력 전압 |
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+5VSB |
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+3.3VDC |
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+5VDC |
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+12VDC |
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-12VDC |
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-5VDC |
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DC 출력전압 안정도는 테스트를 통하여 안정화 범위 안에 드는지 여부를 확인할 수 있을 것이다.
DC출력용량 |
출력전압 |
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+3.3VDC |
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+5VDC |
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+12VDC |
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-12VDC |
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-5VDC |
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+5VSB |
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DC출력 리플 노이즈(전부하 조건) |
출력 전압 |
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+5VSB |
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+3.3VDC |
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+5VDC |
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+12VDC |
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-12VDC |
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-5VDC |
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안전규격및 보호기능 |
보호기능 |
과전압 보호(OVP), 과전류 보호(OCP), 단락회로 보호(SCP) |
안전규격 및
전자파규격 |
UL, C-UL, CE, VDE, CB-NEMKO, FCC |
각종 안전 규격 획득 및 보호 기능을 내장하고 있어, 혹시 일어날 수 있는 안전 사고에 대비하고 있다.
외형의 경우 규격화되어 있기 때문에 여타의 다른 파워들과 동일한 규격을 하고 있다.
다른 제품들이 어느 정도의 온도와 습도에서 동작이 가능한지 모르겠으나 수치상으로 봤을 때 상당히 높은 온도와 높은 습도에도 동작이 가능한걸로 생각된다.
1-2. 제품 특징
◇ Auto Control Cooling Fan으로 컴퓨터 무소음 시스템(CNPS) 환경 구현
파워 서플라이 내부의 온도에 따라 냉각 팬의 회전 속도(rpm)가 달라지는 열 감지 센서 회로를 사용함으로써 냉각효율과 팬 회전속도가 자동적으로 제어되어 소음을 대폭 줄였습니다. 아래 그림은 저희 제품의 CNPS 특징을 나타내어 주는 그래프입니다.
파워 서플라이 내부 온도 변화에 따른 소음도(dB) 변화 |
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*CNPS(Computer Noise Prevention System)란 기존 컴퓨터에서 30dB이상 발생하던 소음을 사용자가 쉽게 들을 수 없는 무소음 상태(20dB이하로 만드는 시스템을 지칭하며 무소음 컴퓨터를 구현하기 위해서는 저희 잘만테크의 NP CPU COOLER, NP VGA카드 및 주요 하드디스크 회사의 NP HDD 등을 함께 사용하셔야 합니다. |
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* 위 실험 결과는 제품의 내부 온도가 56℃이내로 유지될 경우 잘만테크의 제품은 무소음 또는 저소음 상태로 동작함을 나타냅니다. 실험조건은 소음 측정에 관한 국제 표준 규격인 ISO7779의 2차 개정판에 따른 것이며,측정 환경 및 시스템 조건에 따라 위의 결과와 다를 수 있습니다.
◇ Free Voltage로 편리해진 AC 입력
기존 제품의 경우 사용자가 교류전원 사양에 따라 슬라이드 스위치를 115VAC/230VAC 중 하나로 선택해야 하는 불편이 있으나 본 제품은 100VAC~240VAC 정격범위 내에서 어느 AC 입력 전원에서도 사용할 수 있습니다.
◇ 해외 안전 규격 및 EMC 적합 등록 규격인 UL, C-UL, CE, VDE, CB-NEMKO, FCC 마크 획득
◇ Active PFC로 높은 역률 및 유해 고조파 성분 차단
Active PFC를 내장하여 역률(PF)을 Passive PFC(약 75%)와 비교해 약 94% 이상(전부하 조건)으로 개선하였고, 유해 고조파 성분을 기준치 이하로 차단하였습니다.
◇ Intel Pentium 4에 안정적으로 전원 공급
ATX12V 2ⅹ2 (4핀) 12V 전원 케이블과 보조의 5 Pin 전원 케이블이 추가되어 접점 당 6A 이상 초과되는 Intel Pentium 4 CPU가 탑재된 메인보드에 안정적인 전원 공급을 할 수 있습니다.
◇ 고효율 파워 서플라이
높은 스위칭 주파수와 저전력 손실 회로 설계를 통해 75% 이상(Full Power 조건에서)의 효율을 이루었습니다.
◇ 높은 DC출력 전압 안정도(Voltage Regulation)와 낮은 출력 리플 및 노이즈
DC 출력 리플(Ripple) 및 노이즈(Noise) 측정 파형 |
※위 측정 데이터는 INTEL ATX Ver.2.03/ATX12V Power supply 사양 기준에 따른 것입니다. |
◇
DC출력 전압 안정도 (DC Output Voltage Regulation)
DC출력 전압 안정도는 크게 AC 입력 전원 변동(90VAC~260VAC)에 대한 DC 출력 공급 전압의 안정도(AC Line Regulation)와 출력부하 변동에 따른 DC 출력 공급 전압의 안정도(Load Regulation)로 나눌 수 있습니다. 이 출력 전압 안정도는 시스템의 설계 사양에 따라 결정되는 것이지만, ATX/ATX12V 전원공급장치는 기본적으로 각 출력 전압의 ±5% 내지 ±10% 이내의 범위에 들도록 해야 합니다.
(예:+5V/±5%->+4.75V~+5.25V)만약 이 범위에서 벗어나는 전압이 시스템에 공급될 경우 시스템에 치명적인 오류를 일으킬 수 있으며 올바른 동작을 보장할 수 없게 되므로 이 척도는 시스템 안정에 중요합니다.
◇ DC 출력 리플 전압과 노이즈 (DC Output Ripple Voltage &Noise)
일반적으로 리플(Ripple)이란 원하는 직류성분에 완전히 평활되지 않은 교류 성분이 중첩되어 나타나는 전압 또는 전류의 Peak-to-Peak 값으로 정의합니다. ATX/ATX12V와 같은 일반적인 스위칭 컨버터의 경우 교류 입력 전원단으로부터 유입된 낮은 주파수의 전원 리플 성분과 수십~수백KHz의 고주파 스위칭에 의한 리플과 임펄스성 노이즈 성분이 각각 DC 출력에 나타나게 됩니다. 이 리플과 임펄스성 노이즈 성분은 평활 회로를 통해서 적절한 임피던스 정합을 이루어 허용 레벨 이하로 제거될 수 있지만, 만약 이러한 평활 회로를 거치지 않은 허용치 이상의 출력 리플 성분이 시스템으로 유입될 경우 논리 소자의 로직이 불안정해지고 시스템이 오동작을 합니다. 일반적으로 DC 출력 리플과 노이즈(전압으로 측정, 단위mVp-p)는 교류 전원에 의한 것을 제외한 스위칭 컨버터 자체의 것으로 표기하고 있습니다.
1-3. PFC 기능이란?
◇ PFC (Power Factor Correction)란?
일반적인 스위칭 컨버터를 사용하는 Power Supply의 경우, 교류 입력 전원을 1차 회로의 직류 전원으로 정류시키는 정류 회로가 필요한데, 이때 정류 회로에 순시 정전대응이나 입력 전원의 리플을 감소시켜 스위칭 소자에 부담을 줄이기 위해 커패시턴스 값이 큰 평활 콘덴서를 사용합니다. 그러나 이 콘덴서의 커패시턴스 값이 커질수록 순간 충전량이 커지게 되어 1차 직류 전원에 과량의 피크 전류가 불연속적으로 유입되게 됩니다. 이 피크 전류는 전압을 왜곡하고 전류의 고조파 성분을 일으키며 역률도 떨어뜨립니다. 이와 같은 고조파 전류에 대하여 국제 사회에서는 국제 표준 규격인 IEC100-3-2를 제정하였고, EU에서는 2001년 1월 이후부터 70W이상의 가전용 전원장치에 대해서 PFC를 의무화하고 있습니다. 이러한 PFC 회로 구현 방식은 크게 Active PFC와 Passive PFC로 분류됩니다.
◇
Active(능동형)PFC와 Passive(수동형)PFC의 비교
1) Active(능동형) PFC란?
PFC를 구현하는 스위칭 컨버터 기술의 하나인 BOOST-UP(승압형)방식을 사용하여 IC, FEF, Diode등과 같은 능동소자를 사용하는 PFC 형태를 지칭합니다. 역률은 이론상 95% 이상으로 개선되며, 모든 범위에서 AC 입력이 가능(90VAC~260VAC)하고, 총고조파 성분 외율이 줄어드는 등의 장점을 가지지만 EMI필터 용량이 증가하고 입력 전원부 회로가 복잡해지며 단가가 높은 단점이 있습니다. 현재 잘만테크의 ATX/ATX12V 파워 서플라이에 적용된 PFC 방식입니다.
2) Passive(수동형) PFC란?
입력 전원부에 간단하게 철심형 인덕터와 같은 수동 소자를 사용하고 1차 직류 전원부의 리액턴스 성분으로 간단히 구현한 PFC를 지칭합니다. 기존 입력 전원부를 크게 변경하지 않고도 사용할 수 있다는 장점이 있지만 역률이 60~80%로 낮고, 115VAC/230VAC 입력을 바꾸어 주어야 하며, 인덕턴스와 리액턴스 사이의 오차로 생기는 고조파 성분을 제어하기 어려운 단점이 있습니다. 따라서 115VAC 전원을 공급할 때 전원 공급장치의 전원부에서 유해성 전자파 노이즈가 나타날 가능성이 높습니다.
간단하게 Active PFC는 고급형, Passive PFC는 보급형이라고 해야 하나? ^^
복잡하고 난해한 설명들이었지만 간략하게나마 PFC와 Active PFC, Passive PFC에 대하여 알아보았다. ^^
2. 제품 포장 및 구성
지금까지 다수의 잘만테크의 제품을 사용하면서 느끼는 공통된 점은 제품 포장 및 구성이 여타 다른 회사의 제품보다도 확실하고 풍성하다는 것이다. 이번 ZM400A-APF 역시 제품 포장과 구성이 기대된다.
▲ 제품이 포장된 박스 
좌측 사진은 확실한 밀봉과 포장을 위해 비닐팩에 포장된 모습이다. 박스는 아주 세련된 모습을 하고 있으며, 박스 이곳 저곳에 무소음을 강조하고 있다.
▲ 박스 내부와 제품 구성
박스 내부는 빈틈이 없을 정도로 꽉 차 있었으며, 전원 공급기는 외부 충격으로부터 보호하기 위해 별도의 에어팩으로 감싸여 있었다. 우측 사진의 제품 구성을 보면 일반적인 전원 공급기와는 조금 다른 구성을 하고 있는데, 세부 내역은 아래와 같다.
1) 전원 공급기 1개
2) FAN Multi-Connector(ZM-MC1) 1개
3) AC 전원용 코드 1개
4) 케이블 타이 4개
5) 사용설명서 1부
전체적인 포장 및 구성은 잘만테크 제품답게 확실하면서도 풍성하였다.
3. 제품 리뷰
▲ ZALMAN ZM400A-APF
전원 공급기는 전체적으로 검은색에 무광 처리되어 있어 묵직하면서도 듬직한 인상을 준다. 케이스 내부 깊숙한 곳에 장착되는지라 색상이 그렇게 중요하지는 않지만 기왕이면 다홍치마라고 시각적으로 강한 인상과 더불어 미적으로도 좋은 인상을 주고 있다. 한마디로 뽀대난다. ^^
3-1. 전원 공급기 외부
▲ 전면
전면의 구성은 전원 공급기 냉각을 위한 배기팬(80mm), 전원 케이블 연결부, 비상 전원 차단 스위치로 구성되어있다. 전원 공급기라는 부품의 특성상 대부분의 파워와 같은 모습이다. 차이라면 입력 전원 선택 스위치가 보이지 않는데, 이는 ZM7400A-PFC가 Free Voltage 방식으로
100VAC~240VAC까지 정격범위 내에서 어떠한 AC입력 전원도 사용할 수 있도록 되어있기 때문이다. 이러한 Free Voltage 방식은 사용자가 입력 전원 선택 스위치를 바꾸어주지 않아 만일에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
배기팬이 자리하고 있는 환풍구는 팬 그릴로 되어있는 것을 볼 수 있는데, 이러한 그릴 형태가 가지는 장점은 다음과 같다.
1) 팬과의 마찰이 거의 없어 마찰에 의한 소음이 발생될 우려가 적다.
2) 팬과의 마찰이 거의 없으므로 원활한 냉각 효과를 기대할 수 있다.
3) 팬에 낀 먼지를 청소할 때 케이스를 분리하지 않고 그릴만 분리하더라도 어느 정도 원활한 청소가 가능하다.
4) 시각적으로 보기 좋다.
▲ 후면
후면엔 사진과 같이 내부 냉각을 돕기 위한 환풍구가 있으며, 상단에는 보조 지지대가 장착되어 있는 것을 볼 수 있다. 400W라는 출력을 과시하듯 환풍구 사이로 빼곡한 부품들을 볼 수 있다.
ZM400A-APF의 전체적인 냉각구조는 후면에서 찬 공기를 흡입하여 전면으로 배출하는 구조로 일반적인 구조라 할 수 있다. 다른 전원 공급기들 중에는 보조로 측면내지 윗면과 바닥면에 보조 환풍구를 두는 제품들도 있으며 보다 적극적인 방법으로는 흡기팬을 장착하는 경우도 있다. 어떤 구조가 가장 좋은 냉각구조라고는 할 수 없으며, 각 구조마다 나름대로의 장단점이 있다. 환풍구가 많은 경우 냉각에 도움이 될 수는 있으나, 그에 따른 내부로의 먼지 유입이 발생하게 되며, 흡기팬을 장착할 경우 냉각에는 큰 도움이 될 수 있으나, 그 만큼 많은 먼지 유입과 소음이 발생하게 된다. ZM400A-APF는 다른 측면은 모두 밀폐하고 후면에만 환풍구가 있는 만큼 보다 넓은 면적에 환풍구를 할애하고 있다.
▲ 우측면
우측면에 우측면을 전부 가릴 정도의 큼직한 스티커가 하나 붙어있는데, 스티커엔 제품에 대한 간략한 사양과 특징, 그리고 각종 인증마크가 프린팅 되어있다.
▲ 좌측면
좌측면은 그냥 밋밋한 모습이다. 좌측 하단에 붙어 있는 바코드 스티커엔 파트 넘버와 시리얼 넘버가 프린팅 되어있다.
▲ 윗면
▲ 바닥면
바닥면엔 무소음을 강조하는 NOISE KILLER라는 스티커와 BALL BEARING FAN이라는 스티커가 부착되어있다.
3-2. 전원 공급기 내부
▲ 커버와 내부 모습
커버 안쪽면을 보면 혹시 일어날 수도 있는 쇼트를 방지하기 위해 투명 플라스틱을 붙여 놓았다. 커버를 제거하고 내부를 보는 순간 엄청난 크기의 방열판과 빼곡한 부품들로 인하여 적잖게 놀랐다.
▲ 내부 모습
양쪽 측면에서 바라본 내부 모습으로, 역시나 빼곡히 장착된 부품들을 볼 수 있다. 온갖 부품들을 모두 수용하기엔 공간이 너무 좁았는지 이곳 저곳에 작은 PCB들을 볼 수 있다.
엄청난 크기의 방열판과 빼곡히 장착된 부품들로 인하여 내부를 제대로 확인할 수가 없었다. 제대로 확인하려면 PCB를 완전히 분리해야 하는데 그렇게 했다가 잘못되면 복구가 어려울거 같아 육안으로 확인이 가능한 부분만 하도록 하겠다.
▲ 정류 콘덴서와 인덕터
400W라는 용량을 과시하듯 엄청난 크기의 정류 콘덴서와 인덕터가 장착되어 있었으며, PCB 곳곳에 다수의 콘덴서와 인덕터가 장착되어 있었다.
▲ 퓨즈와 온도 센서
회로 보호를 위한 퓨즈는 소켓 형태로 손쉽게 교체가 가능한 구조를 하고 있다. 팬 컨트롤을 위한 온도센서는 대부분 방열판이나 출력 필터부에 있는데, ZM400A-APF는 방열판에 고정되어 있다.
▲ 접지와 PCB
PCB에 ZM400A-APF(BLK)라고 선명하게 프린팅 되어있다.
▲ 장착된 팬과 사양
장착된 팬은 고급팬에 속하는 NMB 팬을 사용하였다. 팬의 사양을 보면 2700rpm에 28dB로 비교적 낮은 소음을 발생하는데, 실제 파워와 함께 동작할 때는 온도에 따라 rpm이 변하기 때문에 더욱 낮은 소음을 보여줄걸로 예상된다. 전원 케이블 외에 팬 rpm을 모니터링 할 수 있는 rpm 케이블은 없다.
