▲ (출처: 유튜브 포켓몬 공식 채널)

한겨울이 되면 사람은 피카츄가 될 수 있다. 뭘 만지기만 해도 파직하고 충격을 주는 정전기가 방전되기 때문이다. 그래서 마치 접촉공포증이라도 생긴 듯이 악수도 망설이게 되고 식사 중에는 옆사람이 뭘 달라고 하면 줄까 말까 고민하게 된다.

그나마 정전기는 피카츄의 백만 볼트와 달리 전류가 흐르는 시간이 워낙 짧아서 사람이나 다른 생명체에게 치명적인 피해를 입히지는 못해서 다행인데 그렇다고 완전히 안심해서는 안 된다. 정전기 방전이 일어나는 경우 웬만하면 전압이 1,000V(볼트) 이상을 기록하니까 말이다. 사람과 달리 전자 기기는 0.0001초만 정전기에 노출되어도 치명적인 손상을 입을 수 있다.

당연히 PC에도 정전기는 쥐약인데 과거에는 관련된 보호 장치가 빈약해서 수많은 PC가 사용자의 손끝에서 튀긴 정전기로 운명을 달리 하고 말았다.

그런 문제를 보완하기 위해 근래에는 정전기로부터 보호해주는 기술이 각 하드웨어에 기본적으로 적용되고 있는데, 그 중에서도 파워 서플라이에는 높은 수준의 기술이 들어간다. 파워 서플라이는 PC 안에서 모든 하드웨어에 전력을 공급하는 심장이기 때문이다.

그렇다면 과연 어떤 기술로 정전기 피해를 막을 수 있는지 궁금한데 이번 기사에서는 한미마이크로닉스(이하 마이크로닉스)의 파워 서플라이를 통해 관련 정보를 알아보겠다.

기본 중의 기본, 확실하게 정전기 막는 ‘접지’

파워 서플라이에는 기본적으로 접지(接地)가 장착된다. 접지는 전기 회로에 전기 용량이 큰 도체를 연결해 그쪽으로 전기를 흘려보내서 보호하는 장치이다.

누전이나 기타 다른 이유로 불필요한 전기가 파워 서플라이 내부로 들어오더라도 접지가 있으면 곧바로 외부로 향하게 만들기 때문에 정전기 방전 시에도 효과가 있다.

▲ 파워 서플라이 전원 케이블 커넥터 부근에 있는 접지

파워 서플라이를 분해하면 전원 케이블 커넥터 쪽에 녹색 전선이 나사로 파워 서플라이 섀시에 고정된 모습이 보이는 그게 바로 접지이다. 불필요한 전기가 들어오면 그 전선(접지선)을 통해 전기 용량이 큰 섀시(도체)로 보내서 파워 서플라이 부품들을 보호해준다.

일반적으로 파워 서플라이는 PC 케이스에 장착해 쓰기 때문에 사용자가 직접 만질 일은 적지만 PC 전원을 켜거나 USB 메모리 같은 기기를 PC에 연결할 때 사용자의 신체가 PC 케이스에 접촉하면서 정전기 방전이 생길 수 있다. 그런 경우 파워 서플라이 내부에 있는 접지는 간단하면서도 효과적인 보호 장치로서 정전기 피해를 예방한다.

마이크로닉스의 과전압·과전류 대비책 ESD 15K · SURGE 4K

이두용 공학박사의 논문(2010년 12월 한국인터넷방송통신학회 논문지 제10권 제6호) ‘전자부품의 정전파괴(ESD) 분석에 관한 연구’에 의하면 정전기는 습도가 낮을수록 급격하게 증가한다. 바닥재가 나일론인 곳에서 습도가 20% 내외이면 정전기 전압은 무려 11,000V까지 올라갈 수 있다.

비록 그렇게 전압이 높아지더라도 앞에서 설명했듯이 정전기 방전은 순식간에 일어나기 때문에 사람에게 부상을 입히지는 못하지만 고통은 제법 느낄 수 있고, 파워 서플라이는 접지만으로 완벽한 보호가 어려워질 여지가 생긴다.

▲ 다양한 전기 사고를 예방하는 파워 서플라이용 보호 회로 (출처: 마이크로닉스)

그런 문제에 대비하여 파워 서플라이 제조사들은 제품 내부에 보호 회로를 장착하고 있는데 마이크로닉스 역시 예외가 아니다. ‘클래식 II 80PLUS GOLD 풀모듈러’ 시리즈 기준으로 과전압(OVP) · 저전압(UVP) · 과부하(OPP) · 단락(SCP) · 과전류(OCP) · 과열(OTP), 그리고 SURGE 4K와 ESD 15K 보호 회로가 적용된다.

정전기는 기본적으로 과전압이므로 보호 회로에 자동으로 감지되어 파워 서플라이 내부로 유입되지 못하도록 차단 당한다.

▲ SURGE 4K와 ESD 15K로 한 단계 더 보호 (출처: 마이크로닉스)

보통은 위에서 소개한 보호 회로만 적용하는데 마이크로닉스는 두 가지를 더 준비했다. 바로 ‘ESD 15K’와 ‘SURGE 4K’ 보호 설계이다.

정전기 피해를 방지하기 위해 고안된 것은 ESD 15K다. ESD는 ‘Electro Static Discharge’(정전기 방전)을 줄인 말이고 15K는 ‘15kV’(킬로볼트), 즉 15,000V를 의미한다. ESD 15K가 적용된 마이크로닉스 파워 서플라이는 접지선의 전압 인가 능력이 일반 제품보다 향상되어서 최대 15kV까지 정전기 전압을 버텨내고 안전한 곳으로 흘려보낼 수 있다.

한편 PC를 위협하는 것은 정전기 뿐만이 아니다. 낙뢰가 치거나 갑자기 정전되는 경우 생기는 서지(surge, 전류 · 전압이 순식간에 급증하는 충격성 높은 펄스)도 꽤나 위험하다. 서지는 정전기 못지 않은 과전압에 과전류가 더해질 수 있기 때문이다.

SURGE 4K가 적용된 마이크로닉스 파워 서플라이는 서지로 인해 외부에서 비정상적인 전압과 전류가 유입되는 경우 별도의 IC 회로와 접지선을 통해 분산시켜서 내부 부품을 보호한다. 전압은 최대 4kV까지 견딜 수 있다.

아무리 이론상 좋은 기술이라고 해도 검증받지 않는다면 사용자 입장에서는 믿음이 가기 어렵다. 그래서 마이크로닉스는 전기안전 전문 업체에 ESD 15K와 SURGE 4K를 적용한 파워 서플라이(클래식 II 골드 풀모듈러 750W)가 얼마나 안전한지 검사를 받았다.

정전기 방전 내성 시험은 온도 22℃, 습도 44%, 기압 99.7kPa(킬로파스칼)인 차폐실에서 ESD 시뮬레이터를 사용해 이뤄졌다. 파워 서플라이를 PC 케이스에 조립한 상태에서 사람의 손이 자주 닿는 부분에 초당 1회씩 정전기를 발생시키면서 정상 작동하는지 확인했는데, 아무런 문제없이 작동해 적합 판정이 나왔다.

정전기 전압은 직접 케이스에 접촉해 방전시킨 경우 최대 ±4kV였고 공기 중 방전 시에는 최대 ±8kV였다.

서지 내성 시험은 동일한 장소와 환경에서 초소형 발전기로 서지(최대 전압 ±4kV)를 일으키면서 파워 서플라이가 제대로 작동하는지 살펴보는 방식으로 이뤄졌다. 시험 결과는 정전기 방전과 마찬가지로 적합하다고 나왔다.

따라서 정전기와 서지를 비롯해 각종 전기 위험으로부터 PC를 안전하게 지키고 싶은 사람이라면 ESD 15K와 SURGE 4K가 적용된 마이크로닉스 파워 서플라이로 그 목적을 달성할 수 있다.

사용자 몸의 정전기를 줄이는 것도 중요

파워 서플라이에 뛰어난 보호 기술이 다수 적용되었다고 해도 사용자가 끊임없이 정전기를 방전시킨다면 피카츄 같은 짜릿함이 계속되기 때문에 곤란한 것은 매한가지다.

결국 사용자의 몸에 쌓이는 정전기를 줄여야 하는데 자주 지내는 장소에 가습기를 둬서 적정한 습도를 유지하고 손에는 수시로 핸드크림을 발라서 건조해지지 않게 해주면 효과적이다.

▲ 의류는 나일론 대신 면 소재를 선택하면 정전기가 대폭 감소한다

나일론이나 폴리에스터 소재로 만들어진 의류는 정전기가 쉽게 축적되고 방전 시간을 증대시키기 때문에 되도록 피하는 것이 좋다. 면이나 레이온이 좋은데 의상 전체를 그 재질로 맞추기 힘들다면 팔에 면 재질 토시라도 걸치면 도움이 된다.

혹시 패션을 위해서 나일론과 폴리에스터 의류를 포기하기 힘들다면 세탁 시 정전기 방지 기능을 제공하는 섬유유연제를 사용하고, 외출 시에는 간간히 정전기 방지 스프레이를 뿌리는 것도 무난한 방법이다.

지긋지긋하고 위험한 정전기, 방심은 금물

겨울만 되면 누구나 정전기 방전을 겪기 때문에 간과하고 있지만 정전기는 각종 사고를 일으킬 수 있는 원인이다. 주유소의 주유기에 정전기 방지 패드가 있는 것도 유증기에 정전기가 흘러들어가 폭발하는 참사를 막기 위한 것이니 결코 우습게 보아서는 안 된다.

정전기 외에도 위험한 전기는 다수 존재하므로 일상에서 대비하는 자세가 필요한데 다행스럽게도 시간이 지날수록 마이크로닉스의 ESD 15K와 SURGE 4K 같은 보호 기술이 발전하고 있으므로 이를 최대한 활용해보기 바란다.

방수호 기자/bsh2503@manzlab.com

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