USB-PD 고속충전

USB-PD 고속 충전

OOOLABs • 2021년 2월 13일

USB Fast Charger Logo

 

애플이 아이폰에서 아이패드, 맥북까지  고속 충전 기술로 USB-PD를 채택하고, 인텔의 최신 노트북들도 USB-PD충전을 채택하고 있어, 많은 분들이 USB-PD에 궁금해하시고, 많은 블로그에서 일부 내용을 다루고 있지만, 전체적으로 내용을 정리해 보았습니다.

 

Q. USB 3.0과 USB-BC , USB-PD는 다른 것인가?

 

A.

USB 3.0은 USB 1.0부터 현재 4.0까지 USB 전체 Spec을 규정하고 있습니다. 

USB-BC는 <USB-Battey Charging>의 약자로 2010년에 규정한 V1.2가 마지막이며, 이후 발전은 USB-PD로 이어지고 있읍니다.

USB-PD는 <USB-Power Delivery>의 약자로 2019년에 규정한 Revision 3.0이 마지막 Spec입니다.

 

 

Q. USB 3.0 , USB-BC , USB-PD에서 최대 사용할 수 있는 전력량은 어떻게 되는가?

 

A.

스펙	최대 전력량	최대 전압	최대 전류
USB 2.0	2.5W	5V	500mA
USB 3.0 and 3.1	4.5W	5V	900mA
USB- BC 1.2	7.5W	5V	1.5A
USB-PD rev 3.0	100W	20V	5A

 

Q. USB-PD도 전력량에 따라, 여러 가지 전압이 사용되는가?

 

A. 

아래 그림은 USB-PD를 설명한 가장 유명한 그래프 중의 하나입니다. 하기 그래프에서 보시면,

• 7W급에서는  5V만 사용됩니다.
• 15W급에서는 5V와 9V가 사용됩니다.
• 27W급에서는 5V, 9V에 추가로 15V가 사용됩니다.
• 45W 이상 급에서는 5V,9V, 15V 외에도 20V가 사용됩니다.

USB-PD 사용 전압

 

Q. USB-PD에는 어떤 Cable을 사용하여야 하는가?

 

A.

우선 단자는 양쪽이 모두 USB-C Type이어야만 합니다. USB-C Type은 총 24 pin이 있으며, 전원선 외에, CC1, CC2라는 통신단자를 통해서, 충전기와 단말이 서로 통신을 합니다.

따라서, USB-A to C 케이블로는 USB-PD 충전을 하실 수 없으며, USB-A to C Cable에 젠더를 사용하면 되냐는 질문을 많이 하시는데, 통신선이 없기 때문에 안됩니다.

 

단, 아이폰의 경우는 충전기 쪽은 USB-C 포트, 폰쪽은 라이트닝 포트가 되어 있는 C to 라이트닝 케이블을 사용하세야 합니다.

 

USB-C Type 단자핀

 

Q. USB-PD는 충전시간 동안, 일정한 전압과 전류가 유지되는가?

 

A.
USB-PD는 충전량 및 발열에 따라, 충전 전압과 전류를 조절하여 충전 속도를 조절하게 됩니다. 하기 3개의 그래프를 보시면 충전 초기에는 높은 전류량으로 인해, 발열도 많이 나지만, 온도가 최대 80도 이후 구간으로는 전류량을 절반 이하로 떨어뜨리면서 온도를 조절합니다. 따라서, 전체 충전기간 동안, 전류와 전압이 지속적으로 변화하면서, 충전량을 조절하시는 것을 확인하실 수 있습니다.

 

Q. USB-PD 65W, 100W 급등 고용량 충전기를 아이폰에 연결하면, 충전 속도가 더 빨라지는지?

 

A.

아이폰의 경우에는 현재 폰에서 받는 전력량이 20W급으로 한정되어 있습니다. 따라서, 20W 이상의 고용량 USB-PD충전기를 연결하셔도, 더 빨리 충전하시는 것이 불가능합니다. 제가 이전에 관련 정리해 놓은 내용을 참조하시기 바랍니다. <ooolabs.tistory.com/1>

 

아이패드 프로의 경우는 아이폰보다는 최대 35W까지 충전이 가능합니다.

 

시중에 나와 있는 많은 65W급 충전기는 보통 2~3개의 포트를 지원하는 경우가 많은데, 65W는 한 개의 포트만을 사용할 경우가 많습니다. 따라서, 아이폰과 아이패드 프로를 65W급 충전기에서 동시에 충전하시면 편하게 두 제품을 모두 고속 충전하실 수 있습니다.

 

또한 100W급 충전기도 보통 4~5개의 포트를 지원하는데, 100W는 한 개의 포트만을 사용할 경우이고, 동시 사용 시는 한 개의 포트는 보통 60W 출력을 내고, 나머지 포트가 나머지 출력을 공유하는 경우가 많습니다. 이 경우는 맥북을 충전하시면서, 아이패드 프로, 아이폰을 모두 충전하실 수 있습니다.

 

다만, 제품마다, 포트의 출력량이 다르기 때문에 실제 사용하실 제품의 조합을 사전에 검토하시어, 선택하시어야 합니다.

 

Q. QC충전과 USB-PD충전은 다른 것인가? 

 

A.

QC는 퀄컴의 독자 규격으로 LG와 2019년 이전의 삼성폰들이 지원하였습니다. 현재 시중에 많은 충전기들은 QC 3.0을 지원하고 있으며, QC4.0에서는 USB-PD도 지원하게 되었습니다. 당연히 QC 4.0부터는 C to C 케이블만을 사용하여야 합니다.

 

 

Q. 삼성폰에서 적용하고 있는 PPS는 무엇인가?

 

A.

삼성은 2019년 갤럭시 S10 5G부터 25W 충전기를 도입하였으며, 여기에 PPS (Programmable Power Supply) 기술을 적용하였습니다. 이는 USB-PD의 고정된 전압이 아닌 3V ~ 21V의 범위에서 발열과 충전량에 따라, 가변전압을 사용하여, 충전 효율을 극대화하는 방법입니다. 

 

삼성 정품 충전기가 아닌 경우에는 최신 갤럭시폰의 충전기를 시중에서 구입하실 때는 반드시 PPS 지원 여부를 확인하셔야 합니다.

 

시중에 많은 PD충전기들이 나와 있지만, 애플의 정품이 안정성 측면에서 우수합니다.

아이폰과 아이패드는 20W를 사용하시면 되고, 맥북 에어 M1은 30W , 맥북 프로 M1은 61W 충전기를 사용하시면 됩니다.

 

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Apple 정품 전원 어댑터 20W USB C

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Apple 정품 30W USB-C Power Adapter

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Apple 정품 61W USB C 파워 어댑터

 

 

USB-PD와 함께 많은 분들이 궁금해 하시는 썬더볼트4 관련해서는 하기 내용을 참조하시기 바랍니다.

https://ooolabs.tistory.com/26

썬더볼트4