전원부 -VRM - Voltage regulator module
우리가 말하는 전원부는 일종의 파워입니다.
파워의 기본적인 역할은 220V의 전압을 컴퓨터에서 사용하는 3.3V, 5V, 12V로 변환해서 공급합니다.
그래서 좋은 파워는 전압을 변환해서 전류를 공급할때 효율이 높습니다.
이 효율이 80PLUS 등급이구요.
자 돌아와서 메인보드에 보면 여러 장치들이 있습니다.
CPU,MEMORY,PCH,IGPU,USB,VGA,SATA,M2,FAN....... 기타 등등등등.
자 여기서 12V 그대로 쓰는게 있고 1V,2V........ 낮은 전압으로 구동 하는게 있습니다.
여기서 VRM이 필요하게 됩니다. 파워에서 공급하는 12V를 그대로 사용하지 못하니까요.
VRM은 파워에서 보드로 공급되는 12V의 전압을 장 장치들이 쓸수있는 전압으로 변환해서 공급을 합니다.
CPU의 경우 0.5~1.8V 사이로 설정에 따라 변환해서 공급이 되겠죠.
보드에 연결해서 사용하는 FAN은 12V이죠?
그래픽카드에 공급되는 전압도 12V입니다. 그래서 파워에서 나오는 그래픽파워 6핀 8핀 그대로 연결하죠?
그래픽카드에서도 GPU와 메모리는 낮은 전압으로 작동되기에 그래픽카드 보드에 따로 전원부가 구성되어 있습니다.
자 기타장치에는 스펙에 맞는 전압만 그대로 공급하면 됩니다. 그런 장치에 필요한 전원부는 간단하죠.
근데 우리가 고스펙의 CPU나 오버클럭을 할때 CPU는 그만큼 높은 전력이 필요합니다.
자연적으로 전원부의 품질에 관심을 갖게 되는거죠.
전원부의 품질을 알려면 전원부의 구조를 알아야 됩니다.
간단하게 가면
PWM컨트롤러 - 게이트 드라이버(드라이버라고 할게요) - H사이드모스펫 -L사이드모스펫 - 쵸크 - 캐패시터
이 전체가 하나의 페이즈입니다.
저기 구성에서 하나라도 빠지면 페이즈가 아닌겁니다.
여기서 중요한 부분이 PWM컨트롤러와 H,L 모스펫입니다.
PWM컨트롤러에 의해 멀티 페이즈수가 결정이 되고 H,L모스펫의 스펙에 따라 출력 전류의 양이 결정됩니다.
H,L모스펫에서 RDS(on) - 저항값이 낮고 출력 전류가 높을수록 좋습니다.
실제 보드에서의 분류입니다.
여기에서 L모스펫이 2개거나 H모스펫이 2개인 경우도 있습니다.
병렬처리를 해서 저항을줄이기 위해서죠.
그런데 기술이 발달하면서 통합칩이 등장합니다.
드라이버와 H,L모스펫을 합쳐서 DrMOS가 나왔습니다.
이렇게 합쳐지니 저항값이 현저하게 낮아지고 발열이 줄어 들었습니다.
3개의 칩이 하나로 합쳐지니 공간도 줄었구요.
통합칩의 구성은 여러가지가 있는데
PWM컨트롤러에 DRIVER가 내장된 형태.
H,L모스펫만 합쳐진 형태.(NexFET,DualFET등등)
드라이버와 H,L모스펫 3가지가 합쳐진 형태.(DrMOS,PowIRstage)
이런 여러가지 변형된 구조가 있어서 외형만 봐서는 실제 페이즈를 구분하기가 힘들어졌습니다.
뻥페이즈를 구분해보자.
우선 왜 PWM페이즈가 높은게 좋은가를 알아야겠죠.
전원부의 작동 방식에 대해 설명을 먼저 하겠습니다.
여기 2페이즈의 PWM컨트롤러로 페이즈 구성을 해보겠습니다.
캐패시터는 충전지 같은거라 꼭 페이즈수에 맞춰서 있을 필요는 없습니다.
자 여기 전원부에서 1번 페이즈로 신호가 가서 작동을 하면 1번은 켜져서 일을하고 2번은 꺼져서 쉽니다.
이게 반복이에요. 자 이러면 일을 번갈아 가면서 하니까 부하가 적겠죠? 발열도 줄어듭니다.
하나가 켜져서 일하고 나머지는 꺼져있으니 전력효율도 좋습니다.
자 PWM컨트롤러가 8페이즈 10페이즈 16페이즈 막 높은 페이즈 컨트롤러를 쓰면 우리가 이런 구분을 할 이유도 없겠죠.
근데 왜 이러냐면 높은 페이즈를 컨트롤하는 칩이 비싸기 때문입니다. 가격이 문제인 거죠.
그래서 변형된 구조가 나옵니다.
더블러칩이 있는 더블러 형식.
1번 PWM신호가 켜집니다. 더블러가 신호를 받아요. 이 신호를 반 나눕니다.
그래서 1-1에 먼저 보내요. 그럼 1-1은 켜집니다. 이때 1-2,2-1,2-2는 꺼집니다.
1-2에 신호를 보냅니다. 그럼 1-1은 꺼집니다. 1-2는 켜지구요. 2-1,2-2는 꺼집니다.
페이즈 4개중에 하나가 켜져 있으면 3개는 꺼져있습니다.
2페이즈 PWM컨트롤러로 4페이즈와 같은 작동을 합니다. PWM신호가 반 나눠져서 작동을 하지만 그래도 8페이즈 효율을 보여줍니다.
듀얼아웃풋 형식
하나의 드라이버를 2페이즈가 공유하는 방식입니다.
PWM 1번 신호가 가면 드라이버가 신호를 복사해서 그대로 1-1.1-2에 보냅니다.
이러면 1-1,1-2가 2개가 같이 켜져서 작동합니다. 2-1,2-2는 꺼집니다.
페이즈 구성은 4페이즈이지만 작동방식은 2페이즈와 같습니다.
2페이즈와 작동은 같지만 4페이즈이므로 출력 전류량은 4페이즈입니다.
더블러칩 - 4페이즈와 같은 동작. 4페이즈와 같은 장점을 같는다. PWM신호가 반으로 줄어서 리플노이즈가 증가하지만
페이즈가 늘어나는 장점이 너무너무 크다.
듀얼아웃풋 - 2페이즈와 같은 동작. 4페이즈의 출력전류량으로 전류량은 커진다.
