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중고 고출력 스위칭 파워를 실험용 전압 변환 파워로 개조하기 |
파워서플라이는 크게 두 종류로 나뉘어 진다.
트랜스포머가 전력과 비례해서 커지기때문에 무겁지만 안정적인 리니어 파워
그리고 부피,무게에 비하여 노이즈는 조금 있으나 대출력이 가능하며 효율이 좋은 스위칭 파워
이 두가지가 대표적이다.
이산신호처리같이 미세한 잡음을 신경쓰는 경우 리니어 파워가 대세지만 파워 노이즈 제거 기술이 발달함에 따라
점진적으로 스위칭파워로 바뀌고 있기도 하다.(모두 그렇다는것은 아님)
시중에 나와있는 중고 실험용 파워들의 대부분은 출력 30V(볼트)정도에 전류 3A(암페어) 정도가 흔하다.
이정도면라면 90와트정도 되기때문에 그다지 약한것은 아니지만
문제는 대부분의 기계가 30볼트를 쓰지 않는다는것이다.
다시 말해서 12V로 쓸경우 90와트가 아닌 3A가 최고기때문에 36와트밖엔 쓸수가 없게 된다.
이러한 현상이 생기는것은 내부 소자의 전류 한계성때문인데
고전류 실험용 파워는 가격이 몇배씩 비싸지게 된다.
내가 가지고 있는것은 전압별로 전류가 달라져서 출력 와트를 어느정도 유지할수 있는 파워지만
그래도 한계는 지니고 있다. 그래서 고전류가 필요할경우 여러채널을 합해서 쓰거나 해야 하는데
보통 무엇인가 만들거나 시험하게 되면 2~3개의 서로 다른 전압이 필요하기때문에
별도의 단일전압 스위칭 파워를 또 사용하게 된다.
(개별적으로 12v 24v 10A이상의 스위칭 파워는 몇개정도 가지고서 사용하고 있음)
이것의 문제는 전류는 어느정도 가능하지만 전압변동폭이 보통 +-10%~20%정도 내외이므로
12볼트 파워나 24볼트 파워로 어중간한 18볼트 같은 전압은 쓰기가 어려워진다.
그래서 만들었다.
고출력 SMPS(스위칭모드파워서플라이)를 개조해서 쓰는 것으로..
물론 고출력이 필요한경우에만 쓰면 된다.
그외에는 저출력 고안정 파워가 있으니 그다지 문제가 되지 않는다.
산업용 스위칭 파워는 대단히 비싸다.
(일반 퍼스널 컴퓨터용 1KW짜리가 20~40여만원정도 하는데 산업용은 두배이상으로 더 비싸다.)
물론 중국산중 저렴한것도 있겠으나 찜찜하다.
그래서 중고를 선택해본다.
중고라도 네임벨류가 있는 제품은 꽤 괜찮은 제품들이 많다.
가격은 1/3가격 이하기때문에 엄청 저렴하다.(세월만 좀더 지나면 거의 껌(?)값인 경우도 허다하다)
찾다보니 듀얼채널의 POWER-ONE에서 나온 것이 눈에 띄고 판매자의 말로는 90%이상의 전력효율이라고 하여 구입하였다.
24볼트 70암페어(듀얼 병렬구조임) 총 1.5KW급 파워이다.
집에 가져와서 모델명을 뒤져보는데 아무리 찾아도 없다.
POWER ONE이란 회사는 아직도 멀쩡히 잘 돌아가고 있는 회사인데 해당 모델이 없다니..
뚜껑을 열어보니.. 모델이 다르다.. -.,-;;
아마도 한국 수입업체가 모델명을 바꿔서 수입한것이거나 리라벨링을 한것 같다.
정확한 스팩은 28볼트 27암페어 듀얼
1500와트급은 확실하다.
하지만 전류가 겉에 표기한것과 다르다. 10%정도 차이지만 속은 기분이 든다.
무엇보다 기분이 나빴던것은 이것이 나올당시 대부분의 파워는 70~75%정도의 효율을 보였는데
이 중고 제품을 판매한 사람은 90%정도라고 했다. 물론 믿기에는 조금 무리가 있는 부분이었다.
무슨 기준에서 그런 거짓말을 했는지 도무지 알수가 없다.
실제 효율은 100% 부하시 75%의 효율이다. 전판적으로 80%가 되진 않을거 같다.
(데이타 싯트에 그렇게 나와있음)
오버커런트 10%에 전압 컷팅 30볼트(30볼트 이상되면 파워가 정지됨)
위에도 언급했듯 부품의 전류 한계로 전압을 낮춰서 판매는 가능하지만 전류를 높여서 판매한것은 기분이 나쁜일이다.
RMS와 MAX는 엄연히 다른 품목임에도 불구하고 누가 수입을 했는지 몰라도 조금은 엿같은 수입업자일지도 모르겠다.
어찌됬었던 나는 1500와트짜리 파워를 산것은 틀림이 없다(28볼트 27암페어 듀얼로 계산하면 1500와트 맞음)
하지만 효율이 떨어지고
부하가 걸리지 않은 무부하시에 60와트정도가 그냥 소진된다.
내부 냉각팬도 있고 컨트럴용 전원도 있겠으나 너무 먹어주신다.
그리고 한 50와트정도 로드를 걸어보니 효율이 50%정도이다.
결국 수백와트를 쓸것이 아니면 리니어 파워만도 못한놈이란 말이 된다.
이런 말을 왜 하냐면 반드시 구입전 해당 모델을 제조사 홈페이지에 들어가서 스팩을 확인하는것이 좋다.
중고는 판매자가 스팩을 찾아보지도 않고 막 적어놓는 경우가 흔하고 때론 어이없는 거짓말을 하기도 하기때문이며
왠만해서 홈페이지에서 찾아볼수 없는 스팩의 파워는 구입하지 않는것이 좋다.(너무 오래 되도 문제됨)
한편으론 후회가 조금되지만 이당시의 모델들이 이와 별반 차이 없을테니 개조작업에 들어갔다.
(요즘 출시되는 제품은 효율이 10%정도 더 좋아졌음)
이글을 보고 있는 사람들에게 미리 말해두지만 중고가로 50~60만원이면 30암페어급 시스템 파워 중고를 구입할수 있다.
개조하려는 사람은 예산과 용도를 반드시 생각해보기 바란다.
보면 알겠지만 27암페어 750와트급 단자는 저렇게 크다.(M8 구리+주석도금 볼트임)
저런 볼트타입이거나 구리 판(몽둥이?)으로 되어 있거나 하니 구미에 맞는것을 선택하면 된다.
SMPS는 대부분이 전압을 약간 조정할수 있는 트리머가 내장되어 있는데 사진상에는 최고 상단에 있는 것이며
VOLT +-라고 대부분 적혀 있다.
리니어파워든 스위칭 파워든 내부 기준전압이 있다. 그것과 출력전압을 비교하여 정전압이란것을 만들게 되는데
이 파워는 전체적으로 완전 분해를 할수가 없게 되어 있다.
뚜껑을 열어본 모습인데
이러한 방식을 모듈러 파워라 한다.
무슨 말이냐면
SMPS의 기본구조는 이러하다.
교류100~230볼트전압을 직류전압으로 만든 후 그 것을 DC-DC Converter를 이용해서 우리가 원하는 전압을 만들게 된다.
스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)라 함은 DC-DC Converter에서 스위칭 모드로 전압을 셋팅하게 되는데
모듈러 파워는 기본적으로 두개의 스위칭 모듈이 내장된다.
사진에서 보면 하단 두개층을 보면 Input 300VDC 1000Watts 라고 적혀있는 것을 볼수 있을것이다.
이것이 DC-DC Converter란 소린데 직류300볼트가 눈에 보인다.
100볼트를 직류로 정류해봐야 최고 144볼트정도밖에 나오질 못한다.
230볼트 역시 RMS로는 230볼트가 끝인것이다.(피크는 루트2를 곱하면 그것이 V-p가 된다.)
다시 말해서 이러한 모듈러 파워는 직류300볼트로 올리는 부스트 스위칭 파워가 AC입력단에 들어가게 되는것이다.
나는 이러한 모듈러 파워를 이것을 포함해서 총 3개를 가지고 있는데 DC 입력단은 제품에 따라서 다른거 같다.
DC-DC Converter는 쉽게 뺄수 있다.
모두 슬롯형태로 되어 있기때문인데 사진에서와 같이 최고 5개의 출력 모듈을 장착할수가 있다.
(모듈러 파워는 리듄던트, 멀티, 브릿지..등 다양하게 파워 구사가 가능하다는 장점이 있으나 기본가격이 비싸진다.)
이 파워는 브릿지 된것으로 두개의 모듈이 서로 전류보상을 하게 셋팅된 파워로 전압은 두개의 출력이 모두 동일하게 셋팅되야 오류없이 동작된다.
그래서 각각의 모듈별로 전압을 조절할수가 없다.
사진에서 보이듯 점퍼를 뺀것은 이렇게 서러 공유하고 있는 단자들을 뺀것으로
이것들은 병렬로 연결되는 파워들은 서로 전압이 같아야 역류하지 않게 되는데 그 것을 조절하는 역활을 하는 것들을 하는것이므로
빼놓고 나중을 대비하여 빼놓은 점퍼와 해당위치를 표시해놓은것이다.
제대로 각각 동작하는지는
모듈을 다시 장착한후 서로 다른 전압을 설정해보면 된다.
(전압을 변경하였을때 파워가 죽는다거나 하면 잘못 된것이니 반드시 꼼꼼히 확인을 해야 하는 품목이다.)
사진에서 난대없이 3가닥이 선이 연결되어 있는데
빨강색과 흰색선은 기존에 전압조정용 트리머저항을 뺀 자리이며 검은색은 어스선이다.
어스는 출력 - 단자가 아닌 말 그대로 어스(접지)이므로 헷갈리지 않길 바라며 전압 조절용 볼륨선에 노이즈를 조금이라도 덜 타게 하기위해서
쉴드 케이블을 사용했기때문에 어스에 연결을 했다.
(어스가 연결이 불편하면 꼭 사용할 필요는 없으며 볼륨엔 연결되지 않고 보륨단 전에 어스는 끊어서 쇼트나지 않게 수축튜브로 덮어줘야 한다.)
좌측에 있는 두개의 트리머는 무슨 기능인지 모르겠다.
보다시피 중간층 기판이 스위칭 컨트럴 기판인데 위아래 덮혀있어서 빼기 여간 복잡한게 아니라서 파악하진 못했다. -.,-;
(트리머 두개가 무슨 용도인지 궁금할때가 있었으나 괜히 뜯다가 부셔먹을거 같아서 생각을 지웠음..)
볼륨을 장착하기 위해서 구멍을 뚤거나 하는것은 꽤나 귀찮은 일이다.
그래서 환풍구를 벌려서 꼿고 너트로 고정했다. 볼륨은 조금 큰 걸 써서 변동폭이 적게 하였으나 큰 의미는 없다.
좌측중간에 토글 스위치는 모듈 자체 출력을 OFF를 할수 있는 시그널 입력단자가 있기때문에 각 출력을 죽일경우 쓰기위에서 달아놨다.
볼륨 옆 LED는 POWER GOOD LED이다. 하지만 제대로 동작하진 않는다.
(LED가 제대로 동작 가능하게 하는건 별로 문제되지 않으나 전선연결이 불편해서 그렇게 하진 않았다. 그래서 조금 허접하게 동작한다. ^_^;;)
볼륨은 200K옴을 꼿았다.
이것은 내부 회로를 제대로 파악하지 않은 상태에서 기존 10K옴이 꼿혀 있는것을 빼고 여러개를 바꿔가며 선정한것이기때문에 파워마다 다를수 있다.
엄밀히 따지면 내부의 션트쪽을 파악하고 볼륨을 달아주는것이 좋지만 뜯을수 없기에 저렇게 한것이니 파워마다 다를수 있으니
이부분은 때에 따라선 여기저기 흘러다니는 파워 회로를 보면 좀더 편하게 개조할수도 있을것이다.
뚜껑을 닫고 해당 전선들을 땜을 한것인데
뚜껑에 보면 단자들이 모두 나와있으나 커넥터 사기도 귀찮고 저걸 속으로 집어넣기도 귀찮아서 그냥 땜을 했다.
땜을 했으니 꼿고 시험을 해봐야 하는데
개조전의 모듈과 개조후의 모듈을 비교한것이다.
특별히 손보지 않고 2~28볼트 27암페어까지 쓸수 있게 된 파워이다.
이것은 모듈러 파워의 베리어 판넬이 있어서 파워 출력 전체 제어 스위치와 과열LED 파워오류LED 등을 설치하는 사진이다.
물론 각 단자를 알아야 하기때문에 이것은 어디까지나 선택사항일뿐이다.
온도가 오버되거나 파워이상이 생기는지는 확인할수 없어서 제대로 동작되는지 모르겠다. -.,-;; 쩝
(일부러 파워쪽을 쇼트시킬수도 없고 과열해볼수도 없으니 그냥 되겠지 라는 막연한 상상정도?)
하지만 모듈 On/Off 스위치는 잘된다.
이것이 전원 끄는것과 뭐가 다르냐?라고 말할수 있지만
이것은 스탠바이 모드다.(Stanby과 Off는 엄연히 다른 모드임)
또한 이땐 냉각 팬도 속도는 낮아지만 계속 가동되고 있는 상태라서 사용중 과열되었던 것을 냉각하는데도 효과가 있다.
파워를 기계에 연결하고 파워 온할때 메인스위치가 아닌 이런 시그널 On/Off를 이용하는것이 유리한점이 많다.
물론 순발력 또한 좋아진다.
모두 작업이 끝났다면 다연히 전원넣고 각각 모두 시험을 해본다.
눈썰미가 좋은 사람이라면 볼륨 우측에 노란색 트리머저항이 새로 생긴것을 볼수 있을텐데
이것은 전압영역을 설정하는 것으로 메인 볼륨을 끝까지 돌렸을때 전압이 오버되지 않게 설정할수 있게 한다.
원래는 부착하지 않으려 했으나.. 부착하지 않을경우 볼륨이 끝에 닿으면 0옴이 되는데 이때 30볼트를 초과하게 되서
파워가 차단되는 현상이 생겨서 영역을 28볼트까지 설정하는데 사용하였다.
(이 트리머저항으로 최고 16볼트까지만 올라가게 설정또한 가능하다.)
기본적인 시험이 모두 끝났다면 뚜껑을 닫아서 마무리 해준다.
기존과 크게 달라지지 않고 전압은 2~28볼트 듀얼 파워를 저렴하게 가지게 되는 순간이다.
이것은 2~28볼트 54암페어 파워 또는 2~56볼트 27암페어 파워가 된다는 말과도 동일하기때문에 가지고 있는 기존 파워들하고는 등급이 달라진다.
흠이라면 전압/전류계가 없기때문에 DMM으로 꼿아서 설정후 사용해야 한다는것이다.
처음에는 3 1/2 볼트메터를 사거나 만들어서 장착을 할까도 생각했지만 고전력파워의 용도를 생각하면 그다지 크게 필요하진 않아서 장착하진 않았다.
오버커런트 제한기능은 좀 생각해볼 필요성이 있어서 그 부분은 다르게 생각해볼 예정이다.
이걸 시험한다고 예전에 LED라이트에 시험하기 위해서 만들어 놓은 전자로드를 부착해서 몇암페어 흘리다가 프로브 외피가 녹아버렸다.
(LED용으로 만들었던것이라 고 전력은 여러가지 면에서 부족했던 전자로드였음)
0.5스퀘어정도 구리선은 쇼트시에 그냥 녹아버릴정도로 파워풀하다. -.,-;; 그만큼 무섭기도 했다. 쩝쩝쩝
모든걸 완성하고 곰곰히 생각해보니 이걸 언제쯤 쓰게 될지는 모르겠다. -.,-;;
하지만 부스터 스위칭 파워를 만들땐 높은 전류의 전원을 많이 쓰게 되니 이때 이용하면 좋을듯 하고
잠깐 잠깐 사용하기엔 현재 내가 메인으로 쓰고 있는 시스템 파워는 조금 불편한 면이 있다.
모터컨트럴러도 만들어 볼 예정이니 그때 이용하면 좋을테고
일일히 시끄럽기 그지 없는 메인 시스템 파워 켜는 일도 줄어들거 같은 기분도 든다.
-그외-
이것은 무엇이냐면..
대용량 파워일수록 냉각팬이 시끄럽다.
특히나 산업용은 인간적으로 너무 시끄럽다.(무소음파워같은 꿈같은 시스템은 저쪽세계에선 그다지 존재하지 않는다.)
주로 쓰는 전압이 24볼트 이하고 수십암페어씩 쓰는 일은 극히 적기때문에 저항을 달았다.
50옴(합)을 달았다고 무소음과는 택도 없으나 최소한 소리가 완전(?)크진 않다. -.,-;;
스텐바이모드시엔 거의 무소음과 같다.
산업용은 이러한 스팩이 대부분 기입되어 있다.
섭씨 25도 a암페어
섭씨 50도 b암페어
섭씨 75도 c암페어
온도 25~50도마다 거의 출력이 반으로 준다.
(퍼스널 컴퓨터에도 같게 적용될텐데 컴퓨터파워에 그러한것이 표기된것을 본적은 극히 드믈다. 늘 최고 스팩만을 적어놓는 그지같은 퍼스널컴세상)
그래서 공기 순환량이 큰 냉각 팬이 주로 붙어있는 편이다.
(저 출력은 대부분 냉각팬은 없으나 사방에 구멍이 송송 뚤려있고 장착부위에 방열판이 붙어있거나 아예 외부로 방열판이 노출되는 방식도 많다.)
정당히 용도에 맞춰서 개조한것이니 대용량을 거의 풀로 사용한다면(50%이상을 주로 쓸것이라면)
팬을 더 큰걸 달으면 달았지 줄여서는 좋을게 없을것이다.
**본 자료는 허가없이 사용 및 복제, 배포 행위를 금하며 적발 시 민형사상 책임을 질 수 있습니다.
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