전원 공급 장치의 수명과 신뢰성

팟캐스트 대본

루이스: RECOM의 「Powerful Podcast」에 오신 것을 환영합니다. 이 프로그램에서는 새로운 주제와 제품에 대해 이야기합니다. 저는 0.25W부터 2kW까지의 전원 솔루션을 담당하는 진행자, 루이스 부셰입니다. 전력이 산업 현장용 장비, 새로운 IoT 기기, 혹은 고급 의료용 장비에 필요하든 RECOM이 여러분의 요구를 충족해 드릴 수 있습니다.
RECOM의 「Powerful Podcast」로 다시 한 번 여러분을 환영합니다. 오늘 에피소드에서는 전원 공급 장치의 신뢰성과 수명에 영향을 미칠 수 있는 조건들에 대해 이야기해 보겠습니다. 그레이, 여러 가지 환경에서 전원 공급 장치가 사용되는 모습을 많이 보아 오셨을 텐데요. 컨버터의 수명에 영향을 미치는 요인들에 대해 설명해 주시겠습니까?

그레이: 물론입니다, 루이스. 가혹한 환경 조건은 컨버터의 장기적인 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 매우 높은 혹은 낮은 온도, 높은 습도, 먼지, 진동, 그리고 부식성 화학 물질에 대한 노출 등이 있습니다. 이런 요인들은 전원 공급 장치의 마모와 열화를 가속시켜, 신뢰성과 예상 동작 수명을 모두 단축시킬 수 있습니다.

루이스: 충분히 그럴 것 같습니다. 그렇다면 수명과 신뢰성에 대해 이야기할 때, 특히 이런 가혹한 조건에서는 두 개념의 차이가 어떻게 나뉘는지 설명해 주시겠어요?

그레이: 아주 좋은 질문입니다. ‘수명’ 또는 ‘설계 수명’은 정해진 조건에서 전원 공급 장치가 정상적으로 동작할 것으로 예상되는 기간을 의미합니다. 예를 들어, 주변 온도 25°C, 정격 부하에서 3년간 동작하도록 설계되었다는 식이죠. 반면 ‘신뢰성’은 특정 기간 동안 전원 공급 장치가 고장 없이 동작할 가능성에 관한 개념입니다. 가혹한 환경에서는 전원 공급 장치가 그 조건에 맞게 적절히 정격되고 보호 설계가 되어 있지 않다면, 수명과 신뢰성 모두 크게 떨어질 수 있습니다.

루이스: 가혹한 환경이 이런 지표들에 어떤 영향을 미치는지, 구체적인 예를 들어 주실 수 있을까요?

그레이: 우선 고온 환경부터 살펴보겠습니다. 전원 공급 장치에서 흔히 사용되는 전해 커패시터는 온도가 올라갈수록 훨씬 더 빠르게 열화됩니다. 전해 커패시터에 대한 일반적인 경험 법칙으로, 정격 온도에서 10°C가 증가할 때마다 수명이 절반으로 줄어든다고 알려져 있습니다. 예를 들어 40°C 환경에서 5년 수명으로 설계된 전원 공급 장치는, 50°C 환경에서는 수명이 약 2.5년 정도로 줄어들 수 있습니다. 여기에 더해 높은 습도는 내부 부품의 부식을 유발할 수 있고, 먼지는 단락을 일으키거나 냉각 경로를 막을 수 있으며, 진동은 커넥터를 느슨하게 하거나 납땜 부위를 손상시킬 수 있습니다. 이런 문제들을 설계 단계에서 미리 고려하지 않으면, 제품의 조기 고장으로 쉽게 이어질 수 있습니다.

루이스: 말씀하신 모든 요소들이 매우 중요해 보이지만, 모든 애플리케이션이 이런 요인들의 영향을 똑같이 받는 것은 아닐 것 같습니다. 수명과 신뢰성에 영향을 미치는 여러 요인들은 결국 애플리케이션에 따라 달라진다고 봐도 될까요?

그레이: 네, 맞습니다. 좋은 질문입니다. 이들 요인은 대부분 애플리케이션에 크게 의존합니다. 그래서 설계 엔지니어와 부품 공급업체가 설계 단계에서 실제 운영 조건에 대해 가능한 한 구체적으로 파악하는 것이 무엇보다 중요합니다.

루이스: 그렇다면 가혹한 환경에서 사용할 전원 공급 장치를 선택할 때, 엔지니어들은 어떤 점을 중점적으로 확인해야 할까요? 그리고 적절한 솔루션을 찾는 과정에서 RECOM은 어떤 도움을 줄 수 있습니까?

그레이: 먼저, 컨포멀 코팅 적용 여부, 넓은 동작 온도 범위, 방진·방수 등급(IP 등급)과 같은 산업용 또는 내환경성이 강화된 등급을 확인해야 합니다. 또한 MTBF(평균 고장 간격) 계산값과 같은 신뢰성 데이터가 제공되는지, 그리고 그 신뢰성 수치를 어떤 조건에서 산출했는지도 함께 살펴봐야 합니다. 예를 들어, 저희 RECOM의 AC/DC DIN 레일 전원 공급 장치인 RACPRO1 시리즈는 데이터시트에 MTBF 계산값, 주변 온도 40°C에서의 설계 수명 계산값, 진동 시험 사양, 그리고 IP20 등급의 방진·방수 정보 등을 모두 기재하고 있습니다. 이를 통해 이 컨버터들이 높은 신뢰성과 내환경성을 갖춘 패키지라는 점을 알 수 있지만, 동시에 물이나 먼지에 직접 노출되는 환경에 그대로 사용하는 용도에는 적합하지 않다는 점도 확인할 수 있습니다.

루이스: RECOM이 전원 공급 장치 설계 엔지니어들이 직면하는 다양한 과제를 상당 부분 고려하고 있다는 점이 분명해 보입니다. 다만 실제 설계 업무에서는 애플리케이션별로 매우 독특한 과제들이 계속해서 등장하기 때문에, 해당 제품이 어떤 환경에서 운용되는지를 정확히 이해하는 것이 무엇보다 중요하겠네요. 그레이, 귀중한 시간 내주셔서 감사합니다.

그레이: 저야말로 감사합니다, 루이스. 도움이 되었기를 바랍니다.

루이스: 이것으로 이번 RECOM 「Powerful Podcast」 에피소드를 마치도록 하겠습니다. 다음 에피소드에서는 또 다른 RECOM 주제를 다루면서, 그 솔루션이 제공하는 이점들을 깊이 있게 살펴볼 예정이니 꼭 들어주시기 바랍니다. 항상 그렇듯이, 제품 샘플이나 가격 정보가 필요하시면 지역 영업 매니저에게 문의해 주세요. 기술적인 질문이나 요청이 있으시면 저희 애플리케이션 엔지니어 팀이 언제든지 기꺼이 도와드릴 준비가 되어 있습니다. 이메일은 techsupportamericas@recom-power.com 으로 보내주시면 됩니다. 그럼 오늘도 좋은 하루 보내시기 바랍니다. 그리고 잊지 마세요, RECOM은 여러분의 제품에 동력을 공급합니다!