교체 가능한 AC '블레이드'를 사용하여 전 세계 벽 실장형 전원 공급 문제의 문제점을 해결하는 방법

현재 전 세계적으로 여러 지역에 걸쳐 많은 기술 표준이 통일되거나 조화를 이루고 있습니다. 예를 들어, IEC 및 연관된 UL 표준은 소비자 제품에 필요한 안전 지침을 정의합니다. 의료용 장치에 대해서도 유사한 일관적 표준이 존재합니다. 여러 안전 및 성능 표준을 충족해야 하는 기본 AC/DC 전원 공급 장치도 단일 공급 모델을 전 세계에서 판매할 수 있을 정도로 충분히 통일되어 있습니다.

그러나 이러한 높은 수준의 공통성이 존재하지 않는 영역이 하나 있습니다. 바로, 소형 소비자 제품과 의료 장치를 벽 실장형 AC/DC 어댑터/전원 공급 장치에 연결하는 물리적 AC 라인 전원 플러그 및 소켓입니다. 역사적인 이유로, 많은 국가마다(경우에 따라 한 국가 내의 지역에서도) 선호되는 고유한 플러그 배열(업계에서는 '블레이드'라고 함)이 있습니다.

결과적으로 소형의 저전력(<10와트) 벽 실장형 전력 장치를 제공하는 벤더들은 블레이드를 제외한, 동일한 공급 장치를 재고로 보유하고 공급해야 합니다. 이는 공급망을 복잡하게 하고 비용을 늘리며 불가용성의 위험을 증가시킵니다. 또 다른 옵션은 벽 실장형 공급 장치가 아니라 대체 가능한 전원 코드를 가진, 소위 데스크톱 장치를 사용하는 것입니다.

이 기사에서는 이 사소하지만 불만스러운 문제에 대한 혁신적인 솔루션을 살펴보겠습니다. GlobTek, Inc.는 사용자가 스왑할 수 있는 교체 가능 블레이드를 가진 벽 실장형 AC/DC 전원 공급 장치와 재장착할 수 있는 데스크톱 장치를 제공하여, OEM 또는 최종 사용자가 현지 구성 요구 사항을 충족하도록 공급 플러그를 제작할 수 있도록 합니다. 이 혁신적인 설계는 개별적인 전원 코드(영구 는 탈착식)가 이상적이거나 실용적인 옵션이 아닌 공급 장치에 사용할 수 있습니다.

광범위한 표준 블레이드 대 제한적 블레이드

기술 및 경제가 대체적으로 통일되었음에도 불구하고 기본 AC 라인에 대해 전 세계적으로 수십 개의 표준 블레이드 배열(비공식적으로 플러그 및 소켓이라고 함)이 사용되고 있습니다(그림 1). 일부는 북미의 2블레이드 및 3블레이드 플러그처럼 광범위하게 표준화된 반면 다른 일부는 범위가 매우 제한적입니다.

그림 1: 전 세계적으로 사용되는 여러 플러그 앤 소켓 블레이드 배열 중 일부가 표시되어 있습니다. (이미지 출처: Gear Patrol)

이렇게 블레이드 구성이 다양한 이유는 여러 가지입니다. 일관성을 위해서든 시장 락업을 위해서든 연결을 어느 정도 제어하기 위해 현지 전력 공급업체 또는 가전 제조업체들이 시도한 결과인 경우도 있습니다. 또한, 대부분의 초기 전력 시스템(소스 및 관련 그리드)은 상당히 지역적이고 작은 지역에만 서비스를 제공했기 때문에 공통성이 필요하지 않았습니다.

중요한 것은 단지 블레이드 배열만이 아니며 블레이드 치수도 요인이 됩니다. 경우에 따라 블레이드 구성 간의 차이는 매우 작으며 육안으로는 거의 보이지 않습니다. 예를 들어, 북미 NEMA 5-15 플러그와 일본 JIS C 8303 플러그는 똑같이 보이지만 중요한 차이가 있습니다. 블레이드의 너비는 유사하지만 블레이드 길이가 다릅니다(그림 2).

그림 2: 표준 북미 NEMA 5-15 및 일본 JIS C 8303 3프롱 플러그는 매우 유사하지만 치수가 약간 다릅니다. (이미지 출처: Interpower Corp.)

이러한 다양성은 AC 전원 공급 시스템과 해당 전력 연결 및 어댑터 벤더에게 심각한 문제를 제시합니다. 시스템의 경우 일반적인 솔루션은 인클로저 또는 섀시의 표준 국제 IEC 60320 C14 소켓 리셉터클(공식적으로 전원 입력 모듈 또는 PEM이라고 함)(그림 3)과 결합할 수 있는 탈착식 AC 라인 코드를 갖춘 장치를 배송한 다음 장치에 적절한 코드를 배송하는 것입니다(또는 최종 사용자가 현지에서 구입할 수 있음).

그림 3: IEC 60320 C14 소켓 리셉터클은 섀시에서 광범위하게 사용되며 한쪽 끝에 적절한 AC 라인 플러그가 있고 새시 쪽 끝에 정합 커넥터가 있는 코드와 결합됩니다. (이미지 출처: Interpower Corp.)

랩톱 및 PC와 같은 장치의 경우 AC 전력 어댑터에 IEC 60320 C5 플러그 및 정합하는 섀시 실장형 IEC 60320 C6 리셉터클을 가진 코드도 가능합니다(그림 4). (이 커넥터는 그 모양 때문에 국제적으로도 종종 '미키 마우스' 커넥터라고 부릅니다.)

그림 4: AC 전력 어댑터와 같은 탈착식 국제 AC 코드를 위한 또 다른 일반적인 커넥터는 IEC 60320 C5 플러그(왼쪽)와 정합 IEC 60320 C6 리셉터클(가운데)입니다. 이 커넥터는 단면 모양 때문에 종종 '미키 마우스' 커넥터(오른쪽)라고 합니다. (이미지 출처: 왼쪽 및 가운데, Digital Plug and Socket Museum. 오른쪽, Wikipedia)

대안으로, 최종 사용자는 흔히 볼 수 있는 '국제 여행자' 키트의 탈착식 어댑터를 사용할 수 있습니다. 그러나 이러한 어댑터는 대개 품질이 낮고 부피가 크며 진지하게 사용하기에는 전반적으로 골칫거리입니다(그림 5).

그림 5: 이러한 범용 어댑터 키트는 여행용으로 유용할 수 있지만 일반적으로 대부분의 전력 플러그 블레이드 어댑터 상황에는 적합하지 않습니다. (이미지 출처: CNN)

그러나, 이러한 솔루션 중 어느 것도 AC 소켓에 직접 연결되는 소형 저전력 AC 어댑터(흔히 벽 실장형 어댑터라고 함)에 실행 가능하거나 매력적인 옵션이 아닙니다. 따라서 여기에 약간의 혁신이 필요합니다.

보다 나은 접근 방식: 교체 가능 블레이드

각 블레이드 구성에 대해 다양한 벽 실장형 AC/DC 어댑터를 제공하거나, 벽 실장형이 아닌 고가의 어댑터(사용자가 교체할 수 있는 AC 코드를 가짐)에 의존하는 대신, 보다 창의적인 접근 방식은 어댑터를 유지하면서 쉽게 교체할 수 있는 블레이드를 제공하는 것입니다(그림 6).

그림 6: 사용자가 교체할 수 있는 블레이드 조립품을 제공하는 단일 벽 실장형 전력 장치는 전 세계적인 여러 AC 아웃렛에서 작동하도록 손쉽게 구성할 수 있습니다. (이미지 출처: GlobTek, Inc.)

따라서 벤더는 지정된 영역에 적합한 블레이드만(더 작고, 더 가벼운 수동 연결) 공급하면 되므로 훨씬 적은 개수의 고유 품목을 취급할 수 있습니다. 탈착식 블레이드의 사용은 기계적 또는 전기적 무결성을 손상시키지 않습니다. 탈착식 블레이드를 가진 모든 장치는 성능, 안전, 효율, 기능에 대해 관련된 모든 전 세계 및 지역 규제 표준을 충족합니다.

또한 클래스 I 또는 클래스 II 표준을 충족하는 장치도 제공됩니다. 클래스 I 전원 공급 장치에서 사용자는 적어도 하나의 기본 절연층 및 접지 전도성 섀시에 의해 위험한 입력 전압 레벨로부터 보호됩니다. 모든 클래스 I 전원 공급 장치에는 전원 공급 장치의 전기 전도성 섀시에 대한 안전 접지가 있어야 합니다.

이와 반대로 클래스 II 전원 공급 장치는 적어도 하나의 기본 절연층과 추가 절연층 또는 강화 절연층에 의해 위험한 입력 전압 레벨로부터 사용자를 보호합니다. 이러한 이중 또는 강화 절연 덕분에 IEC 클래스 II 전원 공급 장치에는 안전 접지 컨덕터 연결(커넥터의 세 번째 프롱)이 필요하지 않습니다.

한 예로 다중 블레이드 입력을 가진 WR9QD666KRPNG2309(R), 9V, 6W AC/DC 외부 벽 실장형 어댑터를 들 수 있습니다. 이 장치에는 단일 블레이드가 포함되어 있습니다. 이 클래스 I 장치는 약 65mm × 42mm × 31 mm(밀리미터)의 크기이며 183cm(센티미터) 표준 DC 출력 케이블의 끝에 3.5mm × 1.3mm × 12.0mm 배럴 커넥터(암)가 장착되어 있습니다(선택적 주문에 따라 다른 커넥터/길이를 사용할 수 있음)(그림 7).

그림 7: WR9QD666KRPNG2309(R)은 클래스 I 벽 실장형 어댑터로, 작고 효율적인 패키지에서 9V(최대 6W 기준)를 제공합니다. (이미지 출처: GlobTek, Inc.)

클래스 II 응용 분야의 경우 WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC 외부 벽 실장형 어댑터는 12V(최대 6W/0.5A 기준) 를 제공합니다(그림 8). 클래스 II 장치는 AC 커넥터에 단 2개의 블레이드만 있으면 됩니다. 표준 DC 출력 케이블은 1200mm 길이로 5.5mm × 2.1mm × 11mm 배럴 커넥터(암)를 갖추고 있습니다(그림 8).

그림 8: WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC 외부 벽 실장형 어댑터는 클래스 II 정격이므로 세 번째 접지 블레이드가 필요하지 않습니다. (이미지 출처: GlobTek, Inc.)

USB 및 저전력 클래스 II 응용 분야의 경우 WR9QA1200USBNMEDRVB 어댑터는 5V(최대 6W 기준)를 제공합니다. DC 출력 케이블 및 커넥터를 가진 벽 어댑터와 달리 이 모델은 유형 'A' USB 잭을 특징으로 합니다(그림 9).

그림 9: 5V/6W WR9QA1200USBNMEDRVB 어댑터는 DC 출력 케이블 및 커넥터가 아니라 유형 A USB 커넥터를 가집니다. (이미지 출처: GlobTek, Inc.)

교체 가능 블레이드를 통해 차별화 구현

GlobTek은 전 세계 AC 플러그 구성을 지원하는 복잡성을 해결하기 위해 다양한 탈착식/교체 가능 블레이드를 제공합니다(그림 10).

그림 10:GlobTek에서 제공하는 블레이드 중 일부를 보면 전 세계적인 호환성을 달성하기 위해 '범용' 공급 장치를 제공해야 하는 어려움을 알 수 있습니다. (이미지 출처: GlobTek, Inc.)

광범위하게 사용되는 블레이드를 자세히 살펴보면 탈착식 블레이드 조립의 간소성을 확인할 수 있습니다. R-NA-3 교체 가능 블레이드 T3-NA 및 R-NA-2(R) 교체 가능 블레이드 T2-NA 조립품은 북미에서 각각 클래스 I 및 클래스 II 응용 분야에 대해 사용할 수 있습니다(그림 11).

그림 11: 북미 지역을 위한 블레이드 조립품에는 클래스 I(왼쪽) 및 클래스 II(오른쪽) 버전이 포함됩니다. (이미지 출처: GlobTek, Inc.)

블레이드 조립품은 공구 없이 손쉽게 설치하거나 교체할 수 있습니다. 제거 시, 블레이드 조립품이 이미 제자리에 있다고 가정할 때 엄지 또는 손가락을 사용하여 스프링 장착 잠금 키를 아래로 누른 상태에서 AC 블레이드를 당기면 제거할 수 있습니다. 이상적인 AC 블레이드 조립은 딸깍 소리가 날 때까지 미끄러지듯이 넣으면 됩니다.

결론

벤더 또는 최종 사용자가 사용 중인 전 세계의 많은 AC 플러그 블레이드 구성을 지원하는 것은 실망스럽고 어려울 수 있습니다. 탈착식 회선 코드가 없는 소형의 벽 실장형 AC/DC 어댑터의 경우 특히 그렇습니다. 여러 현지에서의 호환성을 위해 다양한 블레이드 세트를 공급하는 것은 지속적이고 복잡하며 비용이 많이 드는 골칫거리입니다. 이러한 딜레마를 극복하기 위해 GlobTek은 사용자가 교체할 수 있는 블레이드 조립품과 함께 다양한 저전력 벽 실장형 어댑터를 제공합니다. 이 장치는 적용 가능한 모든 관련 안전, 성능, 환경 규제 지침을 충족합니다.