컨포멀 코팅으로 내구성 강화, FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modul...

퀘이사존달려
515 3546 2019.11.08 18:14






FSP(Fortron Source Power)는 대만의 파워서플라이 전문 제조회사로 보급형 제품부터 플래그십 제품까지 다양한 라인업을 보유하고 있습니다. 시스템 사양에 알맞은 파워 선택이 가능하며, 소비자들의 의견을 반영한 제품들을 개발 및 출시하여 좋은 평가를 받고 있습니다. FSP 파워의 특징 중 하나는 바로 출시된 제품 모두 80PLUS 인증을 받고 있다는 점입니다. 이를 증명하듯 80PLUS에 등록된 제품이 칼럼 등록일 기준(2019.11.08)으로 490개로 확인되었으며, 국내 출시된 제품들도 모두 인증을 취득한 제품들입니다. (등록일 기준, 115V Internal = 452개 / 230V EU Internal = 38개) 




FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular

산업용 등급에 적용되는 컨포멀 코팅이 적용된 하이엔드 파워서플라이




본 칼럼에서 살펴볼 제품은 FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 파워입니다. 지난 컴퓨텍스 타이베이 2019 행사장에서 공개되었던 신제품인데요. 방습/방진에 강한 컨포멀 코팅(Conformal Coating, 내부 PCB 코팅 처리)이 적용된 최초의 리테일 파워라고 FSP 본사 담당자들은 자신있게 이야기했습니다. 산업용 파워나 UPS 등 특정 환경에서 사용되는 제품에만 적용되던 부분으로, 이를 통해 안정성과 내구성을 기존 파워들보다 높였다는 점에서 많은 주목을 받았습니다. 기존 제품과 동일한 650W, 750W, 850W 3가지 용량에 1000W 모델을 라인업에 새롭게 추가했으며, 기존 HYDRO G 시리즈에서 아쉬웠던 구성과 기능들을 개선하는데 집중한 모습인데요. 칼럼을 통해 HYDRO PRO 시리즈의 특징과 성능을 살펴보도록 하겠습니다.






제품 사양


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FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 패키지





파워서플라이는 두꺼운 스펀지와 비닐로 이중 포장처리가 되었으며, 품질 보증서와 측면에 부착 가능한 스티커 2세트가 제공됩니다. 바로 옆 종이 박스에는 모듈러 케이블, 전원 케이블, 조립용 나사 4개가 동봉되었습니다.






FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 디자인



기존 FSP 모듈러 파워 제품들의 경우 앞·뒤 길이가 170mm로 최근 출시된 동급 제품들에 비해 길다는 문제점이 있었는데요. HYDRO PRO는 앞·뒤 길이를 기존 제품보다 2cm 줄여 케이스 호환성을 높였습니다. 여기에 1000W 대용량 제품도 동일한 섀시를 사용하는 점은 인상적입니다.






측면에는 FSP HYDRO G PRO 로고가 표기되었으며, 추가로 제공되는 스티커를 부착하여 다른 느낌으로 연출도 가능합니다.






기존 HYDRO G 파워에서는 없었던 ECO 스위치가 추가되었습니다. ECO 스위치는 세미 팬리스(Semi-Fanless) 기능을 켜고 끄는 역할을 수행할 수 있는데요. 스위치를 켜면 30% 로드 구간을 기준으로 그 이하의 환경에서는 쿨링팬이 작동하지 않아 무소음을 실현하는 기술입니다. 파워 부하량과 별개로 내부 온도가 일정 수준으로 높아지면 30% 미만 상태에서도 쿨링팬이 작동합니다.






모듈러 케이블은 칼국수처럼 납작한 형태에 검은색으로 제작되었습니다. 이전에는 일부 특정 제품에서만 찾아볼 수 있던 케이블이었으나, 최근에는 보급형부터 플래그십 파워까지 다양한 제품들에서 쉽게 만나볼 수 있습니다. FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 케이블은 모두 18AWG로 구성되었습니다.


*AWG = 케이블 피복을 제외한 내심(실제 전선)의 굵기를 표시하는 단위로 AWG가 수치가 낮을수록 굵은 내심을 가진 케이블입니다. 되도록 굵은(AWG 숫자가 낮은) 케이블을 사용하는 것이 안정적이라 할 수 있으며, PC용 파워서플라이 경우 주로 18AWG 케이블을 사용하고 있습니다. 보급형 제품의 경우 20, 22AWG를 사용하는 경우도 있습니다.






HYDRO G PRO 시리즈는 파워 용량에 상관없이 EPS 4+4핀 케이블을 2개씩 제공합니다. 이를 통해 X570 마더보드나 Z390 마더보드 CPU 보조전원에 8+8핀 또는 8+4핀 케이블 연결이 가능합니다.






FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 내부



FSP HYDRO G PRO 시리즈에서 가장 중요한 부분은 역시 컨포멀(Conformal) 코팅이라 할 수 있습니다. 방습, 방진에 강한 내구성을 위해 적용되었으며, 해당 코팅은 산업용 파워 및 UPS 장비에 사용되던 부분인데 일반 리테일 PC에 적용된 것은 FSP가 처음이라고 합니다. 내부 PCB는 모두 컨포멀 코팅 처리를 하여 기존 제품들보다 높은 내구성을 보장합니다.





컨포멀 코팅이 없는 제품에서는 바로 경고음이 들려왔으며, 컨포멀 코팅이 적용된 HYDRO G PRO는 쇼트가 발생하지 않았습니다. 날카로운 도구를 통해 코팅을 강제로 벗겨낸 후 쇼트를 시켜보면 경고음이 울리는 것을 확인할 수 있었습니다. FSP 담당자는 일반적인 사용 환경에서는 벗겨지는 경우는 없다고 하니 안심하고 사용할 수 있다고 밝혔습니다. 코팅 여부에 따른 차이는 직접 손으로 만져보면 키보드 스킨처럼 막을 입혀놓은 느낌이었는데요. 마치 얇은 막으로 PCB를 감쌌다고 이해하시면 좋을듯합니다. 컨포멀 코팅은 완전히 건조되기 까지는 약 하루가 소요된다고 하며, 이로 인해 일반 파워보다 더 많은 생산 시간이 소요된다고 하네요.






FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 내부는 노출된 케이블은 최소화하고, 주요 부품들을 모두 PCB 회로에 실장 하는 형태로 구성되었습니다. 이를 통해 전력 손실 및 출력 성능을 개선했으며, 향상된 퍼포먼스를 보장합니다. 하프 브리지 방식의 LLC 공진 회로와 DC to DC 회로까지 구성하여 안정적인 출력을 제공합니다. 메인 콘덴서는 nichicon 470uF / 420V - 105℃ 부품을 사용했습니다.


■ 보호회로 구성

OCP (Over Current Protection) = 과전류 보호회로

OVP (Over Voltage Protection) = 과전압 보호회로 

SCP (Short Circuit Protection) = 단락(합선) 보호회로

OPP (Over Power Protection) = 과전력 보호회로

OTP (Over Temperature Protection) = 과온도 보호회로






PROTECHNIC ELECTIC의 FDB(Fluid Dynamic Bearing, 유체베어링)으로 구성된 MGA12012XF-O25 쿨링팬이 사용되었습니다.







파워서플라이 효율



80PLUS 인증이란 무엇인가?

파워서플라이(Power Supply Unit : PSU) 효율에 관한 인증 부분에서 가장 신뢰가 높은 인증 기준값이라 할 수 있습니다. 효율적인 에너지 사용을 권장하기 위해 만들어진 규격으로, ECOS(미국 에너지 효율 인증 기관)에서 2004년부터 시작되었습니다. 파워서플라이 부하에 따른 효율 부분에 대한 규격으로 10% 부하에서부터 20%, 50%, 100% 정격 부하 환경에서 80% 이상의 효율 성능을 보여주는 제품에만 제공되는 인증 마크입니다. (80PLUS 공식 홈페이지 참고) 

 

 

 


파워서플라이 테스트 간 장비, 환경 등 다양한 원인으로 인해 변인 통제를 100% 완벽하게 하기란 실제로 불가능합니다. 다만, 퀘이사존 자체 가이드라인에 따라 공정성과 객관성에 문제가 없도록 파워서플라이 모든 제품에 동일한 테스트 방식을 적용하여 진행하고 있습니다.

 

퀘이사존 파워서플라이 테스트는 아이텍일렉트로닉스 IT8511+ & IT8512+ 초고속 로드 장비와 LeCroy LT354 장비를 통해 진행하였으며, 테스트 진행 전 30분간 파워서플라이 100% 로드 부하 환경을 유지합니다. 이후 10%부터 100% 구간까지 각각 구간을 20분씩 테스트하여 효율 결괏값을 각 도표에 반영하여 표기하고 있습니다.






FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 파워는 80PLUS GOLD 인증을 받은 제품으로 최대 효율 90%(Typical 기준, 50% 부하)를 보장합니다.

[80PLUS 인증 기준값, 20% 로드 시 = 87%, 50% 로드 시 = 90%, 100% 로드 시 =  87%]






스트 결과, 20% 로드 시 = 89.9%, 50% 로드 시 = 91.16%, 100% 로드 시 = 88.54% 성능이 확인되었습니다. 50% 및 100% 부하 구간에서는 인증 기준값보다 약 1.1% 이상 높은 성능을 보여주었으며, 20% 구간에서는 기준값보다 2.9% 높은 결괏값이 측정되었습니다. 효율 성능뿐만 아니라 전 구간에서 안정적인 전압 출력도 함께 확인할 수 있었습니다.


Cross Load 테스트의 +12V 최대 부하(=650W 출력)에서는 89.81%로 측정되었으며, +3.3V와 +5V 라인(=100W) 최대 부하 테스트에서는 81.46%의 결과로 12V 최대 부하 조건보다 약 8.35% 낮게 측정되었습니다.






인텔 파워서플라이 디자인 가이드에는 +12V, +5V, +3.3V, -12V, +5VSB 각 출력 전압 기준값이 명시되어 있습니다. 그중 +12V 라인은 최저 11.4V에서 최대 12.6V로 표시가 되었으며, 해당 범위 내로 출력되어야 정상 범주로 판단하고 있습니다.


파워서플라이에서 가장 많은 전력 소비와 안정적인 출력이 요구되는 +12V(EPS 4+4Pin, PCIe 6+2Pin) 라인 출력 전압을 확인해봤습니다. FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 파워는 10% 부하에서는 12.151V, 12.144V 출력을 보여주었으며, 100% 부하(=650W)에서는 12.051V, 11.98V로 측정되었습니다. 최저 및 최고 부하 간 차이는 EPS 4+4Pin은 0.1V, PCIe 6+2Pin은 0.164V로 차이가 나타났는데요. EPS 라인에 비해 PCIe 라인에서 0.064V 차이가 더 크게 확인되었습니다. DC to DC가 탑재된 하이엔드 제품이지만 최대 0.164V 차이로 칼전압을 보여주지 못한 점은 다소 아쉬운 부분입니다.






파워서플라이 디자인 가이드(ATX 폼팩터 기준)에는 5VSB(=5V STAND BY) 전력에 대안 기준 내용이 명시되어 있습니다. ErP Lot 3 2014 및 ErP Lot 6 2010 / 2013에는 5VSB 대기전력 효율이 가능한 한 높아야 한다고 안내하고 있으며, 그중 550mA, 1A 및 1.5A 구간에서는 75% 이상 효율 이상을 권장하고 있습니다. 각 파워서플라이마다 5VSB 최대 출력이 다른데요. 이점을 고려하여 5VSB 출력이 3A보다 높은 경우에는 최대 3A 기준에서 75% 이상 효율을 달성해야 한다고 안내하고 있습니다. 퀘이사존에서는 이러한 가이드 기준에 따라 550mA, 1A, 1.5A 그리고 파워 스펙에 명시된 최대 5VSB 출력값을 기준으로 테스트를 진행했습니다.


FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 파워는 550mA, 1A, 1.5A, 2.5A 총 4개의 테스트에서 기준치인 75%를 넘는 +5VSB 효율 성능을 보여주었습니다.






리플&노이즈 측정


파워는 교류를 직류로 변환시키는 장치를 뜻합니다. 리플(Ripple)은 교류(AC)가 완전히 직류(DC)로 변환되지 못하고 AC Peak 시 흔적을 남기게 되어 맥박이 뛰는 것 같은 직류가 만들어지게 됩니다. 이와 같은 현상을 리플이라 합니다. 파워 특성상 고주파 스위칭 과정에서도 리플과 전기적인 노이즈 출력이 함께 직류에 나타나게 됩니다. 리플과 노이즈는 구분하지 않고 함께 측정하기 때문에 통상적으로 리플&노이즈라고 불리고 있습니다.

 

리플&노이즈는 콘덴서의 수명을 단축하고 오작동을 일으킬 수 있음므로 수치가 낮을수록 좋으며, 설계 가이드에서도 보통 출력 전압의 1~2% 이하로 제한하고 있습니다. 각종 노이즈가 전압을 왜곡시켜 전위 차이를 이용한 신호에 오류를 줄 수 있기 때문에 리플&노이즈 양이 적을수록 좋습니다.




▲ FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular


파워서플라이 리플&노이즈 테스트 결과는 20%, 50%, 100% 3가지 환경에서의 측정값을 도표에 입력 후 표기하였습니다. 가이드라인에서는 12V는 최대 120mV / 5V는 최대 50mV / 3.3V는 최대 50mV 기준치 이내에 들어오는 것을 권장하고 있습니다. 

 

FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 파워서플라이는 +12V, +5V, +3.3V 전체 라인에서 우수한 리플&노이즈 수치를 확인할 수 있었습니다. 부하량 증가에 따라 큰 변동 없이 안정적인 수치를 보여주었으며, 인텔 파워서플라이 가이드를 만족하는 결괏값을 확인할 수 있었습니다.






총평



FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular 파워는 프리볼트(100V-240V) 제품에 부여되는 80PLUS GOLD 인증을 통과한 제품으로 최대 효율 90%를 보장하는 하이엔드 파워입니다. LLC 하프 브릿지 토폴로지에 DC to DC 회로를 적용하여 안정적인 전압 출력을 제공하며, +12V 라인 출력도 100%까지 가능하도록 설계되었습니다. 파워 내부도 노출되는 케이블을 최소화했으며, 모두 PCB 회로에 실장하는 형태로 전력 손실과 출력 성능을 개선하였습니다.





HYDRO G PRO에서 가장 주목할 부분은 컨포멀 코팅인데요. 내부 PCB 회로를 모두 코팅 처리하여 방진, 방습에 대한 내구성을 높였습니다. 주로 산업용 파워 및 UPS 등 극한의 환경에서 사용되는 제품들에 주로 적용되던 부분으로 리테일 PC용 파워에 적용된 것은 FSP 브랜드가 최초라고 할 수 있습니다. 이뿐만 아니라 유럽 및 미국에서 2020년 말부터 시작되는 IEC62368 인증까지 받았으며, 후면 에어홀 크기도 3mm 이하로 줄여 불순물이나 벌레 등 유입도 차단했습니다.


2016년 초에 출시된 HYDRO G 파워에서 아쉬웠던 부분도 상당히 개선한 모습인데요. 후면에 ECO 스위치를 적용하여 팬 기능을 사용자가 원하는 모드로 설정할 수 있으며, X570 및 Z390 마더보드 사용자들을 위해 EPS(CPU 보조전원) 케이블도 4+4핀 2개를 제공합니다. 기존 제품은 섀시 앞·뒤 길이가 170mm로 케이스 장착 시 불편하다는 의견들이 존재했는데요. HYDRO PRO는 20mm 줄인 150mm로 개선한 모습을 확인할 수 있습니다. 품질 보증 기간도 HYDRO G 파워가 무상 5년이었다면, HYDRO G PRO는 2배 늘어난 무상 10년으로 넉넉한 기간을 보장합니다.


HYDRO PRO는 PRO라는 네이밍에 맞게 많은 변화를 보여주었지만, 일부분은 다소 아쉬운 모습인데요. 사용 빈도가 줄어든 FDD가 구성된 점입니다. 타사 제품들의 경우 Molex to FDD 형태의 젠더를 제공하고 있다는 점에서 포트 구성에도 변화를 주었으면 좋았을 거 같습니다. 또한, 일부 하이엔드 파워에 제공되는 PWDIS(Power Disable) 기능이 제공되지 않는 점은 아쉽습니다. (PWDIS 관련해서는 본사 담당자에게 의견을 전달하였으며, 해당 부분은 개선을 할 생각이 있다는 답변을 받았습니다.)






컨포멀 코팅으로 안정성을 더욱 높이고, 성능과 구성까지 업그레이드 한 하이엔드 파워, FSP HYDRO G PRO 650W 80PLUS Gold Full Modular입니다.







 

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