급속충전

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Fast Charge
급속 충전

1 의미

전자기기의 배터리를 기존보다 빠르게 충전하는 기술을 말한다. 본 항목에서는 주로 스마트폰과 태블릿 컴퓨터 등에 사용 되는 기술을 다룬다.

2 개요

기기의 소모 전력이 늘고 배터리가 대용량화 됨에 따라, 기존의 5V 1A 충전으로는 충전 속도와 시간을 감당하기 힘들어지면서 스마트폰용의 각종 급속 충전 기술들이 개발되고 있다.

기본적으로 충전에 사용하는 전압과 전류를 높이는 것으로 충전 속도를 향상시키는데, 이에 따라 발열과 수명 감소등의 영향이 있으나, 전자기기의 일반적인 사용 기간 및 소모품으로서의 배터리의 사용 기간 등을 고려하여 적정한 수준에서 출력을 조절한다.

배터리를 단독으로 충전하는 게 아닌, 전자기기에 배터리를 장착한 상태에서 충전할 경우, 전자기기의 충전회로에서 해당 입력을 지원해야 하나, 표준적인 5V 1A 기기의 경우 실제론 1.2A까지 충전 속도의 향상이 가능하다.

3 PC에서의 고속 충전

3.1 USB 2.0의 경우

USB 2.0의 경우 충전 모드(700mA~1A), 데이터 모드(500mA)로 동작 전류가 정해져있다. 이 때문에 스마트폰을 PC에 연결할 경우 500mA의 데이터 모드로 작동하여 충전에 아주 오랜 시간이 소요되는데, 물리적 가공[1]이나 특수 젠더 혹은 커널 개조 등으로 USB의 데이터 선을 브릿지시켜 충전 모드로 작동하게 하는 방식이다.

여기서 케이블을 특정 배선에 맞추는 개조를 하면 고전류로 끌어 쓸 수 있으나 보드 설계가 딱 스탠다드 그 이상, 이하도 아니면 전류가 널뛰기 하는식으로 불안정 하다. 이는 PC 메인보드에서 고속충전을 위한 대용량 전원공급처럼 안정적이지 않아서 생기는 문제이다. 다만 절대로 하지 마라 호스트와 디바이스간의 협상에 따라 최대로 사용 가능한 전류치가 정해지고 그 한도 내에서 전력을 끌어쓴다. 그걸 무시하고 임의로 최대 허용치를 초과해 사용하면 심할 경우 해당 포트가 고장날 수 도 있다.

스마트폰과 태블릿 컴퓨터의 전력 소모량이 증가하면서 고속 충전에 대한 수요가 늘자 일부 노트북이나 PC 메인보드, 애플 아이맥에서 2A 고속충전을 지원하기 시작했다.

3.2 USB 3.1의 경우

USB 3.1 은 1.5 A를 지원한다. USB 3.1 gen 2의 경우 Power Delivery rev. 2를 지원한다. Power Delivery rev. 2 는 5 V, 9 V, 12 V, 20 V의 전압을 지원하며, 최대 5 A까지의 전류를 전송할 수 있다.
아래는 PD rev. 2의 전력공급 규칙이다.

공급전력전압별 공급 전류
5 V9 V12 V20 V
0.5 W ~ 15 W0.1 A ~3 A지원하지않음
15 W ~ 27 W3 A (15 W)1.7 A ~3.0 A지원하지않음
27 W ~ 45 W3 A (15 W)3 A (27 W)1.8 A ~3.0 A지원하지않음
45 W ~ 60 W3 A (15 W)3 A (27 W)3 A (45 W)2.25 A ~3.0 A
60 W ~ 100 W3 A (15 W)3 A (27 W)3 A (45 W)3.0 A ~5.0 A

3.2.1 지원 기기

4 퀄컴 퀵차지

퀄컴 스냅드래곤 AP를 탑재한 스마트폰 한정으로 제공되는 급속 충전기술이다. 2016년 3월 기준 3.0까지 공개되었다. 지원목록

4.1 퀵차지 1.0

2013년 2월에 공개했다. 기존 충전기보다 40% 가량 향상된 충전 효율을 보여준다. 출력 전압은 5V이며, 2A로 전류(A)를 늘리는 방식으로 충전 효율을 증가시킨다. 최대 10W 까지 지원.

4.1.1 지원 기기

Droid DNA by HTC, 삼성전자 갤럭시 S III, Nokia Lumia 920, Vodafone Smart ultra 6, Asus Padfone and LG 넥서스 4 및 이후에 출시된 다수의 퀄컴 스냅드래곤을 탑재 기기들.

국내에서는 베가 R3가 급속 충전으로 주요 마케팅을 했었다.

4.2 퀵차지 2.0

5V, 9V, 12V 최대 18W를 지원하는 급속 충전 규격이다. 퀄컴 스냅드래곤 800, 801, 805, 808과 810이 지원한다.

3300mAh 용량의 배터리를 탑재한 기기를 기준으로, 퀵차지 2.0은 60%까지 충전하는데 대략 30분이 걸리며, 퀵차지 1.0은 동일한 시간에 30%, 일반 충전(5V 1A)으로는 동일한 시간에 12% 충전에 그친다는 퀄컴의 주장이 있다. 그러나 실제 충전을 해보면 실측 시간과는 다소 갭이 있을 수 있으니 정말 참고만 하기 바란다. 그래도 일반 충전에 비해 충전 시간이 매우 빠르다는 장점이 있다.

USB 충전기 자체는 25W 짜리도 있지만 QC2.0 스마트폰이 18 W 까지만 지원하므로 충전이 더 빨라지지는 않는다. 샤오미의 신형 10,000 mA 보조배터리 Mi Powerbank Pro는 QC 2.0을 지원하고 있다.

4.2.1 지원 기기

4.3 퀵차지 3.0

2015년 9월에 발표한 신 기술. 배터리를 80% 충전하는데 35분 정도면 충전이 가능하다. 충전기와 스마트폰이 네고해서 충전전압을 3.6V에서 20V사이에서 0.2V 단위로 가변해서 최적화할 수 있어서 에너지 손실과 발열량을 줄었다. 2.0보다 효율을 최대 38% 높였지만 전력은 최대 18W로 그대로 같아서 충전속도는 크게 늘어나지 않는다. 최대전력 24w이다

아직은 시중에 QC3.0 을 지원하는 충전기나 보조배터리가 많지않다. 무엇보다 갤럭시 노트 7 같은 인기높은 삼성의 스마트폰이 아직은 QC2.0만 지원한다. LG 최신 스마트폰들은 QC3.0을 지원하지만 막상 LG의 전용 충전기는 QC2.0에 머물러 있다. 무엇보다 QC2.0과 충전시간이 별로 차이나지 않으니 (3분 가량) 굳이 구하기도 어려운 3.0을 살 이유가 적다.

스냅드래곤 430 617 650 652 820에서 지원되나, 퀵차지 2.0에서의 전례를 고려할때 디바이스 별로 지원여부는 달라질 수 있다. 예로 갤럭시 S7/엣지는 삼성전자의 어댑티브 패스트 차징과의 형평성을 위해 퀵차지 2.0까지만 지원한다. 문제는 전작인 퀵 차지 2.0과 충전속도 차이가 크지 않다는 것이다. 절대로 차이가 없는게 아니다.

4.3.1 지원 기기

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4.4 퀵차지 4.0

퀄컴에서 개발중 새로운 고속충전방식으로 최대전력이 28 W로 늘어났다.
5V - 4.7A ~ 5.6A, 10 mV 단위로 가변, 9V - 3A.

하지만 이건 문제가 될 가능성이 높다. 원래 500~900 mA/1.5A 정도의 전류를 흘리도록 설계된 USB 3.0 케이블과 컨넥터에 5A가량의 전류를 흘리는 건 원래 5A용으로 설계된게 아니면 과열의 위험이 있다. 2A용 USB 충전기로 충전할 때도 케이블을 만져보면 상당한 열이난다. 전선의 열발생은 전압과는 무관하고 전류에 비례한다. 전압을 15V로 올리고 전류를 2A 이하로 제한하는 것이 더 효율이 높고 안전하다. 이런 이유로 퀵차지 4.0 을 지원하기 위해서는 전용 케이블이 필요할 수도 있다. 그래서인지 퀄컴이 10월 17일 홍콩에서 발표가 예정이던 것이 취소되고 무기한 연기되었다. 갤럭시 노트7 의 폭발사건으로 소비자들의휴대폰 충전의 안전에 대한 관심이 높아진 여파로 문제가 될 수 있는 기술 발표는 시기적으로 부적절하다고 판단한 듯.

4.4.1 지원 기기

알수없음

5 삼성전자 어댑티브 패스트 차징

Adaptive Fast Charging. 퀄컴의 퀵차지 2.0과 호환되는 급속충전 기술이다.[3]

일괄적으로 9V의 전압을 사용하고, 2015년 기준 퀄컴 퀵차지 2.0의 1.8A보다 조금 적은 1.67A로만 출력하고 있다. 최대 15W.

2016년 8월 드디어 12V 2.1A로 작동되는 25W 삼성 충전기와 보조배터리가 나왔다! 가격 2-3만원 정도. 갤럭시 노트7에 물려서 12V에 거의 25W로 작동되는게 확인되었다.
노트7 25W 충전기로 충전시 0%~15% 까지만 25W출력을 다받아들인다.
[4]

5.1 지원 기기

6 ASUS의 부스트 마스터

BoostMaster. 퀄컴의 퀵차지 2.0과 호환되는 기술로, 부스트마스터 어댑터에 단말기를 인식하여 미지원 기종은 5V(2A), 지원 기종은 9V(2A)로 충전해주는 방식이다.

6.1 지원 기기

Zen 시리즈 2세대 상위기종들을 지원한다. (Zenfone Max는 미지원)

  • Zenfone 2, Zenfone Selfie, Zenfone Zoom

ZenFone 3세대부터는 모두 지원한다.

7 Dash Charge

원플러스사에서 개발하고 원플러스3에 최초 탑재된 기술이다.
자세한것은 Dash Charge참조.

8 같이 보기

  1. ↑ 데이터 통신 단자를 막아버려서 강제로 충전 모드로 인식하게 하는 방법이나 아예 칩이나 스위치를 달아 충전 모드와 데이터 모드를 선택하게 하는 방법 등이 있다.
  2. ↑ 안드로이드 원 프로젝트의 일환으로 출시된 스마트폰
  3. ↑ 다만 갤럭시 A 시리즈는 퀵차지 2.0과 호환이 안된다.
  4. ↑ [1]