Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M

   Intro

기존 Enermax PSU 시리즈는 하이엔드 유저층을 주 타켓이 되어 고가의 파워서플라이 제품만 생산 유통을 한다는 인식이 강했으나, 2013년 고정관념을 깨고 보급형 파워서플라이 제품도 유저들의 의견, 시장상황을 고려하여 출시를 할 수 있다는 점을 보여주고 있다. 이번에는 Bronze 파워를 새롭게 출시하였다.

Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M

2013년 여름 새롭게 출시된 제품으로 80PLUS Bronze 성능 구성 및 사용자들이 선호하는 +12v 싱글레일 구성
ErP Lot 6 인증, 각종 보호회로 탑재와 Active-PFC 탑재등 다양한 기능들이 탑재되었으며, DC to DC & Zero Load 등
다양한 부가 기능을 탑재한 메인스트림 파워제품이 되겠다.
모듈러 방식 채택 및 플랫케이블 지원으로 사용자의 편의성 부분까지 고려해야 구성한 제품이다.

지금부터, Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 제품을 지금부터 살펴보도록 하자.

   Specification

   제품 패키지 [Product package]

Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 파워서플라이 제품의 기본 구성품 및 박스 패키지 외형 및 특징을 살펴보자.

화이트 기반에 제품 사진과 주요 포인트 확인할 수 있다.
 

패키지 좌측상단에는 ENERMAX(에너맥스)로고가 레드색상으로 표기가 되어있다.

제품의 주요 특징이 패키지 전면에 표기하였다. (80PLUS BRONZE 인증 마크, 700W 용량)
 

좌,우측은 동일하게 구성되었으며, 화이트 색상 바탕에 에너맥스 로고와 홈페이지 주소가 표기되었다.

패키지 상단부에는 케이블 구성표와 S/N(Serial Number)가 표기되었다.

패키지 후면에는 각 제품의 주요 특징 및 제품 스펙표가 상세하게 표기되었다.
 

종이박스로 구성된 패키지는 손쉽게 제품 개봉이 가능하도록 구성하였다.

종이박스로 구성되었으며 올 화이트 색상으로 구성되었다.
박스를 오픈하면 파워서플라이는 에어캡에 2차 포장이 되었으며, 간단한 패키지 구성을 보여준다.

파워서플라이 보호를 위해 에어캡에 추가 포장처리가 되었다.

파워서플라이, 모듈러 케이블, 파우치, 사용자 설명서, 벨크로 타이, 조립용 나사, 220v 전원케이블이 기본 제공된다.

모듈러 케이블은 파우치에 담겨있으며, 플랫케이블 타입으로 구성되었다.

한글 설명서가 지원되며, 제품 구성품 & 제품 스펙표 & 제품보증서에 관련한 내용들을 모두 확인할 수 있다.

   제품 외형 [Outside the product]

Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 제품의 외형 구성을 살펴보도록 하자.

일반 ATX 파워서플라이 사이즈(140 x 150mm x 86mm)로 구성되었으며, 올블랙 디자인 채택으로 깔끔한 외형
구성을 확인할 수 있다.

120mm 쿨링팬 장착 및 외부에 노출된 블랙 팬그릴로 기본 구성되었다.

팬 그릴 중앙에는 ENERMAX 로고가 구성되어있다

봉인실이 기본 부착되어있으며, 임의적으로 제품 개봉 혹은 스티커 회손시 AS가 불가능할 수 있다.

80PLUS Bronze 인증으로 115V-230V 프리볼트 전원 입력 방식으로 구성되었으며, 전원 on/off 버튼이 지원된다

효과적인 쿨링이 가능하도록 벌집형 타공처리로 구성마감처리가 되어있다.

하프모듈러 커낵터 연결방식으로 구성되었으며, 사용자 시스템 환경에 맞게 케이블을 장착하여 사용할 수 있도록
구성하였다.

제품 측면에는 TRIATHLOR FC 로고 및 Enermax 로고가 양각처리로 디자인을 구성하였다.
 

Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 파워서플라이는 하프모듈러 커낵터 연결방식으로 구성되었다.
CPU 20+4Pin & CPU 4+4Pin 케이블을 제외한 나머지 파트는 슬리빙 처리된 모듈러 케이블로 지원된다

Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 파워서플라이는 1.718Kg 무게로 구성됨을 확인할 수 있었다. 

▲ CPU 보조전원 (4+4) 18AWG & PCI-E (6+2) 18AWG

▲ SATA 18AWG & MOLEX 18AWG

▲ CPU 24(20+4) Pin 18AWG 

* AWG는 미국의 전선 규격으로써 파워서플라이에선 16AWG, 18AWG, 20AWG가 사용된다.
번호가 낮을수록 전선이 굵으며 번호가 낮은(굵은 것) 것이 더 안정적이고 비싸다.

   제품 내부 [Inside the product]

Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 파워서플라이의 내부 구성을 살펴보도록 하자.

▲ Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 내부 구성

1. AC 전원 입력부에서 220V 전원인가를 통하여 구동된다.
전원 입력부에는 노이즈를 걸러주는 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터가 내장되어 있다.
스위칭 방식으로 작동하기 때문에 노이즈가 발생하게 된다. 노이즈 방지를 위하여 내부의 스위칭 노이즈가 파워서플라이 바깥, 즉 교류 전원으로 역류하지 않도록 EMI 필터가 막게 설정되었다.


2. AC-DC 변환부에서 비로소 교류 전원을 직류 전원으로 평활화시켜 안정적 전원공급이 가능하게 한다.
교류 전원은 파형이 일단 Sine Wave를 그리므로, 평탄한 직류 전원으로 변환하기 위해 브릿지 다이오드(네모난 형태의 검은색 부품, 일반적으로 평활부 라인 필터 직전에 설치)를 통해 일단 정류한 후 평활커패시터에서 전원을 축전 및 방전한다.
커패시터를 거쳐 스위칭 트랜지스터에서 높은 주파수로 뿌려주면 이것이 바로 직류 전원이 되며,
스위칭 트랜지스터의 발열이 엄청나므로 방열판이 필수인데, 대부분의 파워서플라이 내부에는 방열판 양쪽에 스위칭 트랜지스터가 장착되어 있다.


3. DC-DC 강압 부에서는 이렇게 변환된 직류 전원을 각 시스템 장치에 맞는 3.3V, 5V, 12V 등의 직류 전압으로 강압하는 역할을 담당한다.
일단 AC-DC 변환부에서 변환된 직류전압은 300V(none-PFC), Active-PFC일 경우 380V 수치를 보인다
이 전압을 강압하여 나눠 주는 것이 DC-DC 강압 부의 주요 역할이다. 이른바 트랜스(Transformer)로도 알려졌는데, 큰 것이 주전원, 작은 것이 +5Vsb(대기전원)을 위한 트랜스이다.
이 부분을 얼마나 설계해서 좋은 부품을 사용하느냐에 따라 파워서플라이 효율이 결정 나게 된다.


4. 3번에서 4번으로 이동하면서 스위칭 레귤레이터, 2차 정류부를 거쳐 최종전압을 조정한다.
전압비교기를 통해 전압이 적정하게 들어가고 있는지 모니터링 후 PWM 조정을 통해 효율에 맞는 전압으로 제어하는 회로가 구성되며, 3개의 코일과 커패시터로 이루어진 필터 부를 통과하여 최종적으로 직류 전원이 출력되어 파워서플라이 실사용이 가능하게 된다.

AC 전원 입력부에 연결된 케이블이 EMI 필터 회로 기판에 부착되어있다

AC 전원이 입력되는 EMI 필터 부는 제품의 안정성과 노이즈 제거를 위한 회로로 EMI(Electro Magnetic Interference)는 전자파장해로 교류 입력 라인의 잡음이 파워 내부로 흘러들어 가는 것을 방지하고 반대로 파워 내부의 스위칭 잡음이 교류 라인으로 유입되는 것을 막는 역할을 한다.

내부 부품 보호를 위하여 파워서플라이 내부 접지 설계가 기본 구성되었다.

Active-PFC란?

PFC를 구현하는 스위칭 컨버터 기술의 하나인 승압형 방식을 사용하여 IC, FEF, Diode 등과 같은 능동 소자를 사용하는 PFC 형태를 말한다. 역률이 이론상 90% 이상으로 개선되며, 모든 범위에서 AC 입력이 가능하고, 총 고조파 성분 외율이 줄어드는 장점이 있지만, EMI 필터 용량이 증가하고 입력 전원부 회로가 복잡해지며 단가가 높은 단점이 있다.

일반적인 스위칭 컨버터를 사용하는 파워 서플라이의 경우, 교류 입력 전원을 1차 회로의 직류 전원으로 정류시키는 정류 회로가 필요한데, 이때 정류 회로에 순간 패시턴스 값이 큰 평활 콘덴서를 사용된다.

그러나 이 콘덴서의 커패시턴스 값이 커질수록 순간 충전량이 커지게 되어 1차 직류 전원에 과량의 피크 전류가 불연속적으로 유입된다.
이 피크전류는 전압을 왜곡하고 전류의 고조파 성분을 일으키며 역률도 떨어뜨린다. 이와 같은 고조파 전류에 대하여 국제 사회에서는 국제 표준규격인 IEC 100-3-2를 재정하였고, EU에서는 2001년 1월 이후부터 70W 이상의 가전용 전원 장치에 대해서 PFC를 의무화하고 있다.

이러한 PFC 회로 구현 방식은 크게 Active PFC와 Passive PFC로 구분된다.

평활캐패시터는 PANASONIC사의 470uF / 400V - 85'C 부품으로 구성되었으며, 정류 콘덴서로 안정적인 동작과
고효율을 발휘한다.

EMI 필터를 거친 교류 전원은 시스템에 필요한 직류 전원으로 변환되기 전에 임시 직류전원으로 변환되는데 여기에서 만들어지는 직류는 최종 출력인 3.3V, 5V, 12V를 만들기 위한 것이다.
정류 다이오드로 정류된 전압은 정류 콘덴서에서 평평한 직류 전압 파형으로 만들어지는데 이것이 직류- 직류 스위치 변환부에서 최종 출력되는 직류 전압으로 된다.

파워 서플라이 중앙에 자리 잡은 직류 - 직류(DC-DC) 스위칭 트랜스는 각각 +3.3V, +5V, +12V 전압의 출력을 담당한다.
파워의 핵심 부분으로 스위칭 회로를 통한 출력단의 요구에 따라 직류 전압을 교류처럼 변화시켜 주며 변압기로 적절한 전압으로 변환시켜 출력단에서 출력한다.

구리 방열판을 구성하여 더 효율적인 열 분산을 통하여 파워서플라이 내부 보호 및 성능발휘를 할 수 있도록 하였다.

DC to DC Converters 탑재로 +12v 가용력을 최대치로 사용이 가능하도록 구성되었으며, 보다 안정적인 전압변동률
출력이 가능하다. 기존 제품보다 높아진 효율 성능을 발휘할 수 있도록 구성하였다.
 

큰 페라이트 코일은 사실 보급형 제품에서는 아주 듬성듬성한 솔레노이드 코일이 설치되기도 한다.
양쪽 2개의 인덕터 코일은 각각 출력부 1차, 2차 필터에 해당합니다. 이 부분이 얼마나 잘 구성되어 있는가에 따라 출력부 전압 안정성과 리플/노이즈 수준이 결정된다.

AC 전원을 DC 전원으로 평탄하게 바꿔주는 평활부 직전에 전원을 한 번 더 걸러주는 라인 필터에 사용되는 코일이다.

둥근 코일의 인덕터와 콘덴서로 구성된 출력 필터와 출력부로 시스템에서 필요로 하는 전압이 최종적으로 출력된다.
코일은 검정, 파랑, 노란색 순으로 성능이 좋으며, 최종 출력 필터를 거친 DC 전원이 각 전선을 타고 종단 커넥터로 출력되는 부분이며, +12v Single Rail로 구성되었다.

리플/노이즈값과 전압의 변동폭은 정류부와 스위칭 부분에서 결정 나게 되는데, 특히 정류부에 위치한 커패시터와 인덕터/솔레노이드 코일의 퀄리티에 좌우된다고 볼 수 있다.
출력 전원이 얼마나 깨끗한가를 가늠하는 리플/노이즈값은 필터 역할을 하는 코일이 얼마나 꼼꼼하게 잘 감겨 있는가에서 성능이 결정된다고 할 수 있다.

시스템 내부의 보호회로를 제어 및 모니터링하는 Weltrend사의 WT7527V IC 칩셋을 탑재하였다.
OVP(과전압 보호), OPP(과전력 보호) , SCP(단락 보호), OCP(과전류 보호), OTP(과열 보호), UVP(저전압 보호)
기능을 조절, 관리한다.

Weltrend WT7527
해당 링크를 통해 IC 회로 Date Sheet를 확인할 수 있다.

하프 모듈러 커낵터 방식으로 케이블 연결파트 구성모습이다.

ENERMAX 자사의 Twister Beraing  120mm 쿨링팬이 기본 탑재되었다.
7개의 블레이드와 12v/0.3A 구성이며, 정식제품명은 ED122512H-DD로 (120 x 120 x 25) 사이즈로 구성되었다.

   효율 [Efficiency]

   Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M Test Report

  
  
        
        ● 20% 로드 시 87.37% (162w)

● 50% 로드 시 88.05% (398w)

● 100% 로드 시 83.88% (824w)
 

* 흡입 온도 30 ± 1도

* 결과 분석 120mm 쿨링팬 장착 및 내부 온도와 파워서플라이 부하량에 따라 유동적으로 팬 RPM을 조절할 수 있도록 파워서플라이 로드(부하)량에 따라 RPM이 점차 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 파워서플라이 내부에는 ED122512H-DD (Twister Bearing 120mm 팬)으로 구성되었으며, 12v / 0.3A 스펙으로 구성되었다.   20% 로드 시까지는 632rpm으로 정숙하게 구동되나 30% 로드 구간이후부터 팬 RPM이 빠르게 상승하는 것을 확인할 수 있었으며, 100% 로드시 1983rpm으로 팬이 구동된다. 700W 대용량 대비 일반 ATX 폼팩터로 구성되어 발생되는 열을 빠르게 처리하기 위하여 팬 RPM이 빠르게 상승하는것을 확인할 수 있다. 110% 오버 로드 시 1989rpm으로 구동되며, 파워서플라이 부하량과 내부 온도 변화에 따라 팬RPM이 상승하는것을 확인할 수 있었다.     전압변동률 [Voltage regulation]     *  DC Output Voltage Regulation   파워서플라이 디자인 가이드라인의 전압 변동폭을 5%이내 출력을 규정하고 있다. 이 값을 기준으로 변동율이 계산되어 표기되었다. ATX12V Specific Guidelines 2.31 라인에 대한 정보는 첨부된 링크를 통해 확인할 수 있다. Power Supply Design Guide for Desktop Platform Form Factors          Coolenjoy Test System Setup     * Benchmark System   테스트 시스템 사양은 위 표와 같으며, 파워서플라이 용량에 따라 VGA 단일/SLI 구성차이가 있으며 Intel i7-920 CPU 노오버 / 오버 셋팅으로 나뉘어 벤치마크 시스템에 적용되는 파워 용량의 70~80% 로드구간에서 테스트를 진행한다.          Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-MTest Report       * 결과 분석 전압변동률 테스트는 각 파워서플라이 용량에 비례하여 70%~80% 로드 세팅 후 +12v, 5v, 3.3v 각각 파트별 전력출력 변동폭을 알아보기 위한 테스트이다. 최대값과 최소값 차이가 작을수록, 첨부된 그래프의 파형이 작을수록 안정적 전력출력이 가능한 파워서플라이 제품이라 할 수 있다. Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M 700W 대용량 파워서플라이 구성으로 i7-920 CPU 2.66GHz @ 3.4GHz O.C 클럭 세팅 후 약 490W~560W 내외 전력이 소비되도록 테스트를 진행하였다.     ENERMAX TRIATHLOR FC ETA700AWT-M          총평 Enermax TRIATHLOR FC ETA700AWT-M