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앰프의 내부 구조 보기
2. 앰프 전원부
최상균의 하드웨어 노트 [25]
글 최상균 2012-06-01 |   지면 발행 ( 2012년 6월호 - 전체 보기 )

 그러면 앰프 내부에서 트랜스를 보면서 체크해야 할 점은 무엇인지 생각해 보자. 우선 트랜스에 큰 전류를 흘리려면 코일이 굵어야 하므로, 같은 권선수를 갖는다면 트랜스의 크기가 커지는 것은 당연한 것이다. 그런데 트랜스와 같은 쇳덩어리들은 크기가 커짐에 따라 가격이 무척이나 큰 폭으로 상승하므로 필요 이상으로 큰 트랜스를 장착하는 것은 메이커 측에 부담이 된다. 여기서 '필요 이상'이라는 개념을 어떻게 잡느냐에 따라 앰프의 성능이 직접적으로 결정된다고 보아도 좋다. 우리가 음악을 작게 들을 때는 수 와트 정도로 충분하지만, 경우에 따라서는 수십 와트가 될 수도 있는 것이다. 더구나 임피던스와 음압이 낮은 지독한 현대 스피커를 구사하기 위해서는 우리의 예측보다 훨씬 더 큰 전류 공급 능력이 필요한 경우가 많다. 그것이 소위 애호가들이 이야기하는 앰프의 힘이고 구동력이다. 그래서 나는 다른 부분이 제대로 만들어졌다는 전제하에, 트랜스는 클수록 좋은 것이라고 생각한다.



트랜스가 크고 무거우면 넉넉한 전류 공급이라는 본연의 목적에 충실함은 물론, 열의 발생도 적고 게다가 진동의 영향을 덜 받는다는 부수적인 장점도 생긴다. 여기에 좌우 채널 각각에 트랜스를 사용했는지(심지어 좌우 트랜스에서 +/-를 나누어 별도의 트랜스를 사용하는 경우도 많다), 디지털 컨트롤 부분의 트랜스를 따로 썼는지 하는 것도 체크해 볼 거리가 된다. 가급적이면 채널별로, 그리고 용처에 따라 트랜스와 정류부를 분류하는 것이 좋은 것은 두말할 나위가 없는데, 상호 간의 간섭이 배제되어 신호 대 잡음비와 채널 분리도가 개선되기 때문이다.한편 트랜스는 교류에 따라 전자기력의 방향이 계속 바뀌므로 데드닝이나 진동 차단을 제대로 하는 것이 매우 중요하다. 사각 모양의 EI 트랜스는 코어를 조립한 후 진공 함침을 통해 수분이나 공기를 철저히 제거하고 니스나 콜타르 같은 것으로 빈 곳을 완벽하게 메워야 하며, 완성된 트랜스를 별도의 커버에 담고 실리콘 등으로 확실하게 데드닝시켜 주는 것이 좋다. 이 과정에서 잘못되면 트랜스에서 '웅~'하고 떨리는 소리가 들리게 되는데, 스피커로 험이 타고 들어와 들릴 수도 있다. 일단 잡음이 발생하는 트랜스는 어떻게 해 볼 도리가 없다고 해도 과언이 아니므로, 제품을 선택할 때 철저히 체크해 보아야 할 것이다. 간혹 미국이나 일본의 메이커들, 특히 신생 메이커들이 오리지널 제품을 100V~117V로 제작해 본토에서 호평을 받은 후에, 이를 해외로 수출하기 위해 트랜스를 교체하면서 험이 발생해 완성도가 크게 떨어지는 경우도 가끔 볼 수 있다.


 다이오드와 평활용 커패시터다이오드는 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 것이다. 양파의 경우 다이오드 네 개를 사용하는데, 네 개가 한 개의 패키지로 묶여져 있어 '브리지 다이오드'라고 부른다. 한편 다이오드는 소자 하나당 0.6~0.7V씩 일정하게 전압이 걸리는 성질이 있어 옛날 앰프에서 몇 개의 다이오드를 직렬로 엮어 바이어스 전압을 유지하는 용도로도 사용되기도 했다. 하지만 다이오드는 근본적으로 잡음이 많은 소자이기 때문에, 요즘 오디오 기기에 그런 용도로 사용되는 경우는 거의 없고 정류용으로만 사용된다. 그런데 전류가 다이오드를 통과하면, 교류에서 음(-)의 부분만을 잘라낸 것이 되기 때문에 직류라고 부를 수는 있지만 리플 성분이 많아서 그대로 쓸 수 없다. 따라서 커다란 커패시터와 저항을 써서 리플을 제거해 주어야 비로소 평탄한 전압을 얻을 수 있는 것이다. 예전에는 커패시터와 함께 초크 트랜스를 사용하는 경우가 많았다. 초크 트랜스를 쓰면 필터링 성능도 향상되고 음질도 나긋나긋하고 부드러운 쪽으로 변한다. 하지만 무엇보다 가격이 비싸기 때문에 요즘 앰프들은 단순히 커패시터의 용량을 크게 해 주는 것으로 전원부를 마무리하는 경우가 많다. 특히 프리앰프나 디지털 소스 기기 같은 경우는 적당한 용량의 평활 커패시터와 함께 정전압 레귤레이터나 정류 회로를 추가해서 확실한 정전압을 만드는 방법이 널리 사용된다. 하지만 이와 같은 정전압 회로로는 전류를 많이 흘리는 것이 어려우므로, 파워 앰프에는 적용하기 어렵다. 용량이 큰 커패시터를 쭉 늘어놓는 것보다 정전압 회로를 구성하면 스펙 상으로는 우수하고 원가도 적게 들 수 있겠지만, 어설픈 정전압 회로는 오히려 전원의 임피던스를 증가시켜 소리를 둔하게 만들 가능성도 있다. 그래서 아날로그 전원부를 쓰는 대부분의 파워 앰프는 특별한 정전압 회로를 쓰지 않고 대용량의 커패시터에서 직접 전원을 공급받는 경우가 많다.전원부 커패시터의 용량은 크면 클수록 좋다. 그런데 앰프의 전원부에 사용되는 커패시터의 용량은 대개 수천-수만(아주 드물게 십만 이상) 마이크로패럿 수준이므로 전해 커패시터를 쓸 수밖에 없다. 전해 커패시터들은 특히 용량을 크게 만들 경우, 고주파 특성이 좋지 않아 주파수에 따라 임피던스가 높아지는 경향이 있다. 그래서 앰프 메이커들은 작은 용량의 커패시터를 병렬로 여러 개 붙여서 쓰던가, 아주 작은 용량의, 고주파 특성이 우수한 필름 커패시터를 병렬로 연결해 이를 해결한다.프리앰프의 경우에는 전원부의 용량이 그리 크지 않아도 되므로, 전해 커패시터 대신 필름 커패시터와 탄탈 커패시터로 전원부를 구성하기도 한다. 이 경우 제작 원가는 크게 상승하겠지만 성능이 좋고, 내구성도 높은 전원부를 구성할 수 있다. 간혹 극렬 애호가들의 자작 프리앰프 중에 필름 커패시터만으로 구성한 초호화 전원부를 볼 수 있다.한편 전원부 커패시터의 용량이 크다면 처음 앰프의 전원을 켰을 때, 마치 단락된 것과 같이 매우 큰 전류가 흐르게 되므로, 트랜스의 용량이 커져야 하는 것은 물론, 다이오드의 용량이나 스위치나 배선의 용량도 증가해야 하므로 꾸준히 비용이 증가하게 된다. 보통은 다이오드와 전해 커패시터 사이에 저항 값이 작은, 하지만 와트 수가 높은 저항을 하나 둠으로써 급격한 전류의 증가를 막는 방법을 쓴다. 진공관 앰프의 경우 다이오드 대신 정류관을 쓰는 경우가 많은데 커패시터의 용량이 너무 크다면 정류관이 손상을 입을 수 있다. 그래서 정류관마다 평활용 커패시터의 용량이 지정되어 있다. 만일 그보다 전류를 더 크게 흐르게 하려면 정류관을 용량이 큰 것으로 바꾸거나 두 개를 쓰는 등의 변화가 필요하다.물론 메이커마다 모두 같은 콘셉트의 전원부를 사용하는 것은 아니다. 스위스의 유명한 앰프 메이커 골드문트는 파워 앰프의 출력에 비해 트랜스는 매우 큰 것을 쓰고 상대적으로 커패시터의 용량은 낮은 수준으로 억제함으로써 오히려 음의 스피드를 극대화시킬 수 있다고 주장하기도 한다. 납득은 잘 되지 않지만, 골드문트의 파워 앰프에 사용되는 커패시터의 용량이 그들의 트랜스에 비해 작다는 것이고, 초대형 하이엔드 앰프를 제외한 일반적인 파워 앰프에서 사용되는 용량을 생각하면 결코 작다고는 할 수 없는 용량이므로 골드문트만의 음색을 만드는 방법의 하나쯤으로 이해하면 될 것이다. 경험에 의하면 커패시터의 용량이 크면 저역이 풍성하고 넉넉한 음이 된다.
<다음 호에 계속>http://blog.naver.com/casalsaudio


<Monthly Audio>


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