[스크랩] 핸드폰 충전과 관련된 몇 가지 상식

Photo by Andreas Haslinger

 

클리앙 커뮤니티를 돌아보다가 닉네임 "하이리건"님이 작성한 스마트폰 및 핸드폰의 충전과 관련된 유용한 글이 있어서 이렇게 담아왔습니다. 한번 읽어보면 나중에 꽤 도움이 될 것 같네요. 스마트폰에 2.1A 아답터를 꽂아도 더 빨리 충전이 안 되는 건 몰랐던 부분이네요. 급속충전이나 기타 충전과 관련된 주변기기를 구매할 때 참고하셔야 될 것 같습니다. 중요하다고 생각되는 부분엔 밑줄을 그어 놓았습니다.

---

 

1A 대신 2.1A 아답터를 사용한다고 해서 모든 핸드폰이 다 충전이 빨리되지는 않습니다.

 

높은 A의 아답터를 연결한다고 해서 충전시간이 짧아지는 경우는 아마 거의 없을 겁니다. 말주변 없는 공대출신이라.. 이걸 어떻게 설명해야 할지 모르겠습니다만... 대충 아래와 같습니다.

 

1A 아답터와 2.1A 아답터

충전 전류를 결정하는 것은 외부에 연결하는 아답터가 아니라 충전회로를 갖고 있는 기기입니다. 즉, 휴대폰의 충전 전류는 휴대폰 내부의 충전회로가 결정합니다. 물론, 이 충전회로가 2.1A까지 충전하도록 세팅되어 있다면 2.1A 충전기를 연결하는 것이 훨씬 빠릅니다만, 1A까지 충전하도록 설계된 충전회로에 2.1A 아답터를 꽂았다고 더 빨리 충전되진 않습니다. 현재까지 출시되어 있는 대부분의 핸드폰은 최대 1A로 충전하도록 설계되어 있습니다. 따라서, 시중에 있는 핸드폰에 2.1A 아답터를 연결했다고 충전이 더 빨라지진 않습니다.

 

왜 최신 핸드폰이 2.1A 아답터를 지원 안 하는가

일반적으로, 안전을 이유로 최대 충전 전류를 낮추는 경우가 많습니다. 일반적인 경우라면, 설계할 때 완전 충전시간을 "3시간 이내" 정도로 잡습니다. 3시간이 넘어가면 사용에 불편하다는 이유로, 그보다 약한 전류는 잘 사용하지 않습니다. 통상적으로 충전 전류를 1/2C내외로 사용합니다. 여기서 "C"는 배터리 cell의 용량으로 이해하시면 됩니다.

 

예를 들어 800mAh 충전지의 1C는 800mA입니다. 물론 리튬이온/리튬폴리머 배터리는 1C 충전이 가능합니다. 1C로 충전할 경우 약 1시간 30분이면 충전이 완료됩니다. 하지만 실제 대량 생산하는 제품은 안전을 생각해야 하기 때문에 아주 보수적으로, 그보다 적은 전류로 충전하도록 설계합니다. 리튬이온/리튬폴리머 배터리는 300~500회 충반전을 하거나 생산 후 6개월 이상이 경과할 경우 그 용량이 80% 수준으로 떨어지며, 수명이 다해가는 경우 60% 수준까지도 떨어집니다. 충전 전류를 1C로 잡고 설계한다면 cell에 무리를 주는 경우가 생길 수 있습니다. 따라서 2000mAh 이하의 배터리를 가진 스마트폰은 1A를 최대 전류로 사용하는 경우가 많습니다.

 

micro USB가 적용된 핸드폰과 과거 20핀 TTA표준 커넥터가 적용된 핸드폰의 충전방식 차이

micro USB는 외부에서 5V 전원만 공급하고 충전회로는 핸드폰 내부에 있습니다. 즉, 외부에 연결하는 것은 소위 "아답터"라고 부르는 AC to DC 변환기입니다. TTA 표준 커넥터를 사용하는 핸드폰은 충전회로가 내부에 없으며, 외부에 아답터 기능과 함께 전류 제어까지 가능한 "충전기"를 연결해줘야 합니다.

정리하면, micro USB 기기는 외부에 "아답터"가 연결되고 20핀 커넥터 기기는 외부에 "충전기"가 연결됩니다.

 

충전기와 아답터의 차이

충전기는 아답터 회로를 포함하여 이에 더하여 배터리를 빠르고 효율적이며 안전하게 충전한 수 있도록, 전류와 전압을 제어하고 충전 정도를 측정하여 충전 완료 시점을 결정하는 등의 각종 제어 회로가 포함합니다. 아답터는 단순히 AC의 가정용 전원을 특정 전압의 DC로 바꿔주는 역할만 합니다.

 

표준 USB 충전 방식

USB 전원을 이용한 충전을 하려는 기기가 늘어나면서, USB 협회에서 Host와의 통신 없이 간단한 상태 확인만으로 USB 전원을 공급하는 표준을 제정하였습니다. 원래 USB는 host에 커넥터가 꼽히는 순간 서로의 기기를 확인하고 초기화하는 좀 복잡한 과정을 거치게 됩니다. 그런데 어차피 CPU도 없고 OS가 올라간 것도 아닌 충전기에서 이런 짓을 할 수도 없고 해서, 새롭게 USB 상태 인식 방법을 개정하였습니다. 기존에 error로 분류된 USB 상태를 좀 세분화해서 D+/D- 신호가 특정 상태에 있을 때, 이를 충전기가 연결된 상태로 인식하기로 정하였습니다.

따라서 USB 충전 표준을 따르는 충전기(아답터)에 USB 충전 표준을 따르는 기기를 연결하면 USB host가 아니라 충전기(아답터)라고 인식을 제대로 하게 됩니다.

 

PC의 USB 2.0 포트를 이용한 충전

만일, PC에 있는 USB를 핸드폰에 연결한다면 핸드폰은 USB 2.0 규격에 맞게 충전 전류를 500mA 이하로 제한합니다. 아무리 PC의 USB 포트를 개조하여 사용 가능 전류량을 늘린다고 해도, 핸드폰이 이것을 정상적인 USB 2.0 포트라고 인식한다면 충전 전류는 이보다 높아지지 않습니다.

 

Via 클리앙