반세기 전, 더 나은 트랜지스터와 스위칭 조정기가 컴퓨터 전원 공급 장치 설계에 혁명을 일으켰습니다.

Intel Not Inside: 엑스레이를 통해 1977년에 출시된 최초의 Apple II 마이크로컴퓨터에 사용된 스위칭 전원 공급 장치의 구성 부품이 드러났습니다.

컴퓨터 전원 공급 장치별로 존경받지 못함.

기술에 열광하는 사람이라면 컴퓨터에 어떤 마이크로프로세서가 있고 얼마나 많은 물리적 메모리가 있는지는 알고 있을 것입니다. 그러나 전원 공급 장치에 대해서는 아무것도 모르는 경우가 많습니다. 기분 나빠하지 마십시오. 제조업체의 경우에도 전원 공급 장치 설계는 나중에 고려하는 것입니다.

개인용 컴퓨터에 사용되는 전원 공급 장치를 만드는 데는 상당한 노력이 필요했기 때문에 안타까운 일입니다. 이 전원 공급 장치는 1970년대 후반까지 다른 종류의 가전 제품에 전원을 공급했던 회로에 비해 엄청난 발전을 이루었습니다. 이러한 획기적인 발전은 반세기 전 반도체 기술, 특히 스위칭 트랜지스터의 개선과 IC 혁신의 엄청난 발전으로 인해 발생했습니다. 그럼에도 불구하고 이는 일반 대중은 물론 마이크로컴퓨터의 역사를 잘 아는 많은 사람들조차 전혀 인식하지 못하는 혁명입니다.

그러나 전원 공급 장치에는 여러분을 놀라게 할 스티브 잡스(Steve Jobs)를 포함하여 열렬한 챔피언이 없지는 않습니다. 공인 전기 작가인 월터 아이작슨(Walter Isaacson)에 따르면 잡스는 선구적인 Apple II 개인용 컴퓨터와 그 디자이너인 로드 홀트(Rod Holt)의 전원 공급 장치에 대해 강한 감정을 갖고 있었습니다. 아이작슨(Isaacson)이 보고한 잡스의 주장은 다음과 같다.

잡스의 주장은 큰 것이었고 나와 맞지 않아서 조사를 좀 해봤습니다. 나는 스위칭 전원 공급 장치가 혁신적이었지만 스위칭 전원 공급 장치가 단순하지만 비효율적인 선형 전원 공급 장치를 대체하면서 1960년대 후반과 1970년대 중반 사이에 혁명이 일어났다는 것을 발견했습니다. 1977년에 출시된 Apple II는 이러한 혁명의 혜택을 받았지만 이를 선동하지는 않았습니다.

잡스의 사건 버전에 대한 이러한 수정은 단순한 엔지니어링 상식 그 이상입니다. 오늘날 스위칭 전원 공급 장치는 스마트폰, 태블릿, 노트북, 카메라, 심지어 일부 자동차를 충전하기 위해 매일 사용하는 유비쿼터스 주요 장치입니다. 시계, 라디오, 가정용 오디오 증폭기 및 기타 소형 가전제품에 전원을 공급합니다. 실제로 이 혁명을 주도한 엔지니어들은 인정받아 마땅합니다. 그리고 그것은 꽤 좋은 이야기이기도 합니다.

전원 공급 장치 Apple II와 같은 데스크탑 컴퓨터에서는 교류 라인 전압을 직류로 변환하여 시스템에 전원을 공급하기 위해 매우 안정적인 전압을 제공합니다. 전원 공급 장치는 다양한 방법으로 구축할 수 있지만 선형 및 스위칭 설계가 가장 일반적입니다.

일반적인 선형 전원 공급 장치는 부피가 큰 변압기를 사용하여 전력선의 비교적 고전압 AC를 저전압 AC로 변환한 다음 다이오드를 사용하여 저전압 DC로 변환합니다. 일반적으로 그 중 4개는 클래식 브리지 구성으로 배선됩니다. 다이오드 브리지의 출력을 평활화하기 위해 대형 전해 커패시터가 사용됩니다. 컴퓨터 전원 공급 장치는 선형 조정기라는 회로를 사용합니다. 이 회로는 DC 전압을 원하는 수준으로 낮추고 부하가 변하더라도 이를 고정 상태로 유지합니다.

선형 전원 공급 장치는 설계 및 구축이 거의 쉽지 않습니다. 그리고 그들은 저렴한 저전압 반도체를 사용합니다. 그러나 두 가지 주요 단점이 있습니다. 하나는 대형 커패시터와 무거운 변압기가 필요하다는 점인데, 이는 현재 우리 모두가 스마트폰과 태블릿에서 사용하는 충전기만큼 작고 가벼우며 편리한 제품으로는 결코 포장될 수 없습니다. 다른 하나는 지정된 출력 전압을 초과하는 초과 DC 전압을 폐열로 바꾸는 트랜지스터 기반 회로인 선형 조정기입니다. 따라서 이러한 전원 공급 장치는 일반적으로 소비하는 전력의 절반 이상을 낭비합니다. 그리고 모든 열을 제거하기 위해 대형 금속 방열판이나 팬이 필요한 경우가 많습니다.

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과거 소형 전자 장치는 일반적으로 "벽 사마귀"라고 폄하하는 부피가 큰 벽 변압기를 사용했습니다. 21세기로 접어들면서 기술이 향상되면서 소형 장치에 실용화된 소형 저전력 스위칭 전원 장치가 탄생했습니다. AC/DC 어댑터 전환 가격이 떨어지면서 대부분의 가정용 장치에 사용되는 부피가 큰 벽면 변압기가 빠르게 교체되었습니다.