AC 어댑터란?

본 페이지에서는 AC 어댑터가 무엇인지에 대해, 핀의 종류와 형태, 하우징의 차이, AC 어댑터의 역사와 특징 등 기초 지식을 AC 어댑터를 전문으로 취급하는 전원 제조업체의 입장에서 알기 쉽게 설명하고 있습니다.

애초에 AC 어댑터란 무엇인가요?

보다 자세히 말하면 AC 어댑터는 전원이 필요한 전기 제품(디바이스)에 사용되는 전자기기로, 필요한 전력을 주 전원에서 직접 끌어오는 것이 아니라 발전소 등에서 공급되는 상용 전원을 교류에서 직류로 변환하거나 전압을 변환하는 전자기기입니다. 일본의 경우 상용 전원의 전압은 100V이며, 주파수는 50Hz(헤르츠)에서 60Hz(헤르츠)입니다.

AC 어댑터의 내부 회로 설계는 내장 전원 또는 내부 전원 회로 설계와 매우 유사합니다.

• 《AC 어댑터 회로에 대한 설명은 AC 어댑터의 구조란?을 참고해 주십시오》
• 《AC 어댑터의 역할에 대한 설명은 AC 어댑터의 역할이란?을 참고해 주십시오》
• 《AC 어댑터를 가능한 한 오래 사용하는 방법은 AC 어댑터 사용법 및 유지보수를 참고해 주십시오》

AC 어댑터가 필요한 전기 제품(디바이스)은?

AC 어댑터가 필요한 기기는 크게 다음과 같습니다

• 전원 소스가 없는 전기 제품(디바이스)
• 배터리 구동 전기 제품(디바이스)

AC 콘센트에 AC 어댑터를 꽂아 전원을 연결함으로써 전기 제품(디바이스)에 전력을 공급하거나 배터리를 충전할 수 있습니다.

아래의 [AC 어댑터 사용 시의 장점 정리]에서 후술하겠지만, AC 어댑터를 사용하면 전기 제품 본체에 내부 전원을 탑재할 필요가 없어지므로, 주 전원 또는 배터리 중 어느 하나로 전원이 공급되는 기기 본체를 휴대할 수 있습니다.

또한 100VAC 또는 240VAC의 주 전원이나 자동차 및 항공기 등의 전원에서 동일한 전기 제품(디바이스)에 전력을 공급하고자 할 경우, 이에 대응하는 AC 어댑터를 준비하면 폭넓은 사용이 가능합니다. 이를 통해 특정 전원에서만 사용할 수 있는 전기 제품을 제조할 필요가 없어집니다.

이 밖에도 AC 어댑터를 사용함으로써 안전성을 높일 수 있습니다. 감전 시 즉사의 위험이 있을 정도의 100V·240V(일본은 100V) 상용 전원이 안전한 저전압으로 변환되어 사용자가 다루는 기기에 낮은 전압으로 전력이 공급됩니다.

AC 핀의 종류·형상은?

AC 핀은 접이식부터 세계 각국의 규격에 대응한 교체형 AC 핀까지 다양합니다. 당사는 세계 각국에 AC 어댑터를 공급해 온 실적이 있으며, 수출 대상 국가에 맞는 AC 핀 대응이 가능합니다.

아래 표에서 주요 AC 핀의 종류·형상을 소개합니다.

A 타입

일본, 미국, 캐나다, 멕시코, 브라질 등 남미 일부, 대만, 중국(중·북부 지역), 태국 일부

A 타입에서 핀 구멍이 필요 없는 경우(중국 규격 인증 타입)

원형 2핀

유럽 각국 및 구 유럽령 국가, 한국, 베트남, 캄보디아, 인도네시아, 인도, 이집트

O 타입

호주, 뉴질랜드 등 오세아니아 지역, 중국 중북부 지역, 아르헨티나, 필리핀

BF 타입

영국, 홍콩, 싱가포르, 중국, 말레이시아

AC 어댑터 본체의 특징은?

어댑터의 형상은 L자형, 스트레이트형, 인렛형 등이 있으며, 최근에는 본체 기기의 디자인에 맞춰 다양한 형상의 AC 어댑터가 등장하고 있습니다.

당사는 위 형상의 AC 어댑터 외에도 원형 케이스의 AC 어댑터도 라인업하고 있습니다.

인렛형 AC 어댑터의 AC 입력 단자는 크게 3종류로, 일명 돼지코형이라 불리는 IEC60320-C1, 안경형이라 불리는 IEC60320-C7, 3극의 IEC60325-C5, IEC60320-C14 등이 있습니다.

AC 어댑터 채택 시의 힌트

더 오래 사용할 수 있는 AC 어댑터를 선택하려면

일반적으로 정격 출력이 30% 더 큰 기종을 선택하면 AC 어댑터를 더 오래 사용할 수 있다고 알려져 있습니다.

예를 들어 AC 어댑터를 사용하는 기기에 60W의 전력이 필요한 경우, 정격 출력이 75W 이상의 기종을 선택하는 것이 좋다고 하며, 정격 한계의 극한 상태로 장기간 사용하면 수명을 효과적으로 늘리지 못할 가능성이 있습니다.

동작 환경에 주의하기

선정 시 AC 어댑터의 동작 환경 온도와 외부 방열 설비의 유무를 고려해야 합니다. 높은 환경 온도에서 동작시키는 경우나 기타 조건이 있다면 당사 영업부로 문의해 주시기 바랍니다.

올바른 DC 플러그 선택

DC 플러그도 올바른 것을 선택하지 않으면 동작하지 않거나 예상치 못한 사고로 이어질 수 있습니다. 센터 플러스, 센터 마이너스와 같은 DC 플러그의 극성 선택 및 EIAJ 전압 구분 등을 정확히 확인해야 합니다. DC 코드의 길이도 다양합니다.

기기의 피크 전류를 고려하기

치과용 기기, 프린터, 재봉틀, 전동 면도기 및 마사지 기기 등 모터 구동을 채택한 기기에는 피크 전류를 고려한 어댑터 선정이 필요합니다. UNIFIVE에서는 정격의 2배로 1초에서 10초의 피크 전류에 대응하는 AC 어댑터를 라인업하고 있습니다.

제품의 안전 규격 확인

AC 어댑터를 사용하는 기기의 종류에 따라 필요한 안전 규격과 기술 기준이 달라집니다. 예를 들어 의료기기에 사용하는 경우 의료 규격, LED 디바이스에 사용하는 경우 고조파 전류 규격에 부합하는 어댑터를 채택해야 합니다. 또한 AC 어댑터의 수출 대상 국가에 따라 해당 국가의 안전 규격 및 기술 기준에 적합해야 합니다. DoE, ErP, FCC와 같은 효율 기준에도 주의가 필요합니다.

AC 어댑터의 역사

그 1: 리니어 전원의 등장과 단점

원래 AC 어댑터란 상용 전원을 더 낮은 전압으로 변환하기 위한 변압기와 이를 DC로 변환하는 정류기, 그리고 맥동 파형을 평활화하는 필터로 구성된 리니어 전원(드로퍼)을 말하며, 기기 측에 리플 영향이 큰 것을 지칭했습니다. 그러나 이 "리니어 전원"은 10W 이상의 정격에서는 큰 트랜스를 사용하므로 어댑터 자체의 크기가 커지고 무게도 무거워져 물리적으로 벽면 콘센트에서 지지하기 어려운 문제가 있었습니다.

"리니어 전원" AC 어댑터의 출력 전압은 부하에 따라 변하는 것이 일반적입니다. 안정된 전압이 요구되는 기기에는 회로에 리니어 전압 레귤레이터가 추가되었으나, 효율이 높지 않고 손실이 커서 무부하 상태에서도 전력을 소비하며, 그 손실은 열로 방출되었습니다.

그 2: 스위칭 전원의 등장

21세기 초, 위와 같은 리니어 전원의 단점을 극복하기 위해 SMPS(스위치 모드 파워 서플라이)라 불리는 스위칭 방식 직류 안정화 전원이 주류가 되었습니다.

스위칭 전원에서는 입력 AC 전압을 그대로 다이오드 브리지 정류기로 정류하고 알루미늄 전해 콘덴서로 평활한 후, 스위칭 소자의 빠른 온오프 전환으로 2차측에 전달합니다. 이 빠른 온오프의 고주파는 변압기를 소형화할 수 있게 하며, 리니어 방식에 비해 손실을 줄일 수 있습니다. 또한 고주파 리플은 쉽게 제거할 수 있습니다. 따라서 스위칭 레귤레이터는 리니어 레귤레이터보다 훨씬 효율적이며, 그 결과 경량·콤팩트한 크기를 실현할 수 있습니다.

작은 변압기여도 괜찮은지 의문을 가질 수 있지만, SMPS의 변압기는 갈바닉 절연(Galvanic Isolation)을 채택하여 안전성이 확보되어 있습니다.

리니어 전원 회로는 입력 전압 범위가 좁게 설계되어 있으며(예: AC95V~105V), 일반적으로 50 또는 60Hz 정도의 주파수에 적합한 트랜스가 사용됩니다. 이에 비해 스위칭 전원은 매우 넓은 입력 전압과 주파수에서 효율적으로 동작합니다. 100VAC에서 240VAC까지 커버하여 전 세계 대부분의 상용 전원에 대응합니다. 이른바 유니버설 타입입니다.

다만 이 스위칭 방식 직류 안정화 전원도 낙뢰로 인한 과부하나 ESR 등에는 약하므로, 낙뢰 우려가 있거나 넓은 온도 범위에서 사용을 희망하는 고객께서는 당사의 ESR 및 리플·노이즈 대책, 낙뢰 서지 대책, 온도 범위 대책이 충분히 설계된 모델 채택을 권장드립니다.

그 3: USB AC 어댑터의 보급

최근 많은 휴대용 디바이스에 USB 커넥터가 채택되고 있습니다. 데이터 전송에 더해 출력 DC5V, 최대 500mA(USB3.0에서는 900mA까지 가능)를 기기에 공급할 수 있습니다. 휴대용 배터리부터 커피 메이커, 소형 램프, 알람 시계 등 다양한 기기가 USB 커넥터로부터 전력을 얻도록 설계되고 있습니다. 2012년에는 최대 100W 공급을 표준화한 USB 파워 딜리버리가 제안되어 점차 보급되고 있습니다.

최근에는 GaN 소자를 사용해 소형화한 AC 어댑터도 등장하여 휴대성 면에서 더욱 이점이 있는 제품이 출시되고 있습니다.

AC 어댑터 사용의 장점 정리

당사 홈페이지의 AC 어댑터 사용 시와 교류 전원을 직접 사용하는 경우의 장점·단점 페이지에서 간단히 소개하고 있으나, 여기에서는 보다 자세히 정리하겠습니다.

그 1: 안전성

AC 어댑터를 채택함으로써 전기 제품 설계자는 판매 대상 국가가 정한 안전 관련 법규의 규제를 받지 않고 본체 기기를 설계할 수 있습니다.

그 2: 본체 기기의 전원 발열을 낮출 수 있음

전기 제품에 있어 열은 최대의 적으로, 온도가 상승하면 전자 부품의 수명과 신뢰성에 영향을 주고 섬세한 회로가 오동작을 일으킬 수 있습니다. 전원을 외부 전원으로 함으로써 제품 자체의 내장 전원에서 발생하는 열을 제거할 수 있습니다.

그 3: 본체 기기에 미치는 노이즈 영향을 줄일 수 있음

본체 기기의 노이즈에 민감한 회로에 악영향을 주는 전기적 노이즈를 줄일 수 있습니다. 전기적 노이즈는 거리의 제곱에 비례해 감소하므로 AC 어댑터로 거리를 확보함으로써 영향을 저감할 수 있습니다.

그 4: 본체 기기의 경량화 및 소형화 가능

전원을 외부 전원으로 함으로써 그만큼 기기 본체를 소형화할 수 있습니다.

그 5: 본체 기기의 유지보수가 용이

전원은 다른 회로에 비해 출력 스파이크나 본체 기기의 발열에 약해 고장 나기 쉬우므로, 전원을 외부 전원으로 하면 만일 고장 시에도 사용자가 쉽게 교체할 수 있어 본체 기기 전체를 수리해야 하는 번거로움을 줄일 수 있습니다.

그 6: 편의성 향상 가능

AC 어댑터를 채택한 본체 기기는 필요에 따라 다양한 전압에 대응할 수 있습니다.

(예를 들어 유니버설 타입 AC 어댑터를 채택하면 전 세계 각국의 콘센트에서 문제없이 전원을 얻을 수 있습니다)

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