급속충전
1. 개요
'''급속충전'''(急速充電)은 전자기기의 배터리를 기존보다 빠르게 충전하는 기술을 말한다. 본 문서에서는 주로 스마트폰과 태블릿 컴퓨터 등에 사용되는 기술을 다룬다.
기술이 발달하면서 전자기기의 소모 전력이 늘고 배터리가 대용량화 됨에 따라, 기존의 '''5V 1A(5W)'''[2] 충전으로는 완전 충전까지 오래 걸리기 때문에 스마트폰용 각종 급속 충전 기술들이 개발되고 있다.
기본적으로 충전에 사용하는 전압과 전류를 높이는 것으로 충전 속도를 향상시키는데, 이에 따라 발열과 수명 감소 등의 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.
'''높은 전압'''이 사용되면 USB 케이블의 저항 및 단자간의 연결 부분의 접촉저항 등에 의한 '''전력 손실을 줄일 수 있다.''' USB 케이블 및 연결 부분의 총 저항이 0.1Ω라고 가정할 때 60W 전력을 20V, 3A로 공급하면 0.9W의 전력이 열로 손실되지만 5V, 12A로 공급하면 14.4W가 소모된다. [공식] 이는 발전소에서 생산된 전기를 초고압 송전선 송전탑을 통해 전송하는 이유와 같다.
높은 전압(V)으로 전력이 공급되더라도, 최종적으로는 리튬이온 전지에 맞게 최대 4.2V의 전압으로 충전된다. USB 케이블을 통해 고전압[3] /저전류로 스텝업 변압되어 전송된 전력은, 충전을 위해 저전압(2.5~4.2V)으로 다시 스텝다운 변압되는 것이다. 높은 전류로 전지를 충전하면 전지전압이 빠른 시간 내에 4.2V에 이르게 되는데, 이후에는 공급할 수 있는 전류량이 줄어들기 때문에 충전 속도가 느려진다. 그래서 급속충전을 이용할 경우 0~50%나 0~70%까지는 매우 빠른 속도로 충전할 수 있지만, 그 이상 완전충전까지는 일반 충전과 속도가 비슷해진다.[4][5]
2010년대 이후로는 기기와 충전기 간의 상태를 통신하면서, 효율적인 급속충전이 이루어지도록 하는 충전 기술이 발전하고 있다. USB의 고전압 대전력 공급 방식으로 '''USB PD''' 규격이 표준으로 권고되고 있으나, 보다 세밀한 전압과 전류 제어를 위해 '''퀄컴 퀵차지''' 같은 비표준(혹은 사실상 표준)인 규격 또한 대세를 이루고 있다.
2. USB 표준
- 본 항목은 비표준 USB 배터리 충전과 휴대기기의 파워 딜리버리 도입 과정 위주로 서술한다. 범용적 내용은 USB#s-4 전원 문단 참고.
2.1. USB Battery Charging
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Battery Charging 스펙 PDF 파일
USB 2.0(4~5핀)의 경우 기본으로 100 mA를 공급하고, 단말에서 고전력을 요청하면 최대 500mA의 전류를 공급한다. 전압은 언제나 5V. 이는 마더보드에 부하가 거의 없는 상태에서 주변기기에 최소한의 전력을 공급하는 스펙이다. 그런데 배터리 충전이 필요한 모바일 기기들이 전력을 USB 단자로 충전하면서, 급속충전이 필요해졌다.
이에 따라 데이터 모드(500mA)와 충전 모드(700mA~2A)를 나눠 급속충전을 추가로 지원하게 되었다. USB를 그냥 PC에 연결할 경우 기본값인 데이터 모드로 작동 500mA로 충전되고 충전에 아주 오랜 시간이 소요된다. 반면 데이터 핀에 정해진 신호(전압)가 들어오면 충전 모드로 인식하고, 전류량을 높여 보다 많은 전력을 공급하여 충전 시간을 줄인다. 문제는 이것이 스마트폰이나 디카 등의 제조사 필요에 따라 급조된 '''비표준 방식'''이라, 서로 다른 규격이 난립해 버렸다는 것이다. 때문에 순정 충전기가 아니면 급속 충전이 지원되지 않는 문제가 있었다. 그래서 사실상 통상적인 '''USB 2.0포트 = 5V 500mA'''가 현실적인 표준이라고 볼 수 있다. 스마트폰, 갤럭시 탭, 아이폰 USB 충전 방식 참고.
조건이 단순하기 때문에 케이블 개조, 커널 개조, 특수 커넥터 삽입 등으로 USB의 데이터 선을 브리지시켜 충전 모드를 강제로 만들어 줄 수도 있다. 데이터 통신 단자를 막아버려서 강제로 충전 모드로 인식시킬 수 있고, 아예 칩이나 스위치를 달아 충전 모드와 데이터 모드를 선택하게 할 수도 있다. 단, 케이블 개조를 하여 고전류로 끌어 쓸 수 있게 만들 때 주의점이 있다. USB 단자와 연결된 장치. 하드웨어에서 고속충전을 위한 전용 대용량 전원공급장치처럼 충분히 전력공급 능력이 없다면, '''기기가 망가질 수 있으니''' 아무데나 막 적용할 수 없다. PC 메인보드[6], 특히 PC 앞쪽에 달려있는 전면 USB 포트처럼 고속충전을 지원하지 않는 장비는 고전력 공급이 안정적이지 않아서, 전류가 널뛰기하는 식으로 불안정해진다. 그걸 무시하고 임의로 최대 허용치를 초과해 사용하면 '''심할 경우 해당 포트가 고장날 수도 있고, 심지어 포트와 연결된 장치가 쌍으로 고장날 수 있다.''' 이를 방지하기 위해 호스트와 장치 간의 협상에 따라 최대로 사용 가능한 전류치가 정해지고 그 한도 내에서 전력을 끌어 쓰도록 하는 기술이 뒷받침되어야 한다.
USB 3.0이 대중화되는 시점에서, 스마트폰과 태블릿 컴퓨터 등의 고용량 배터리를 탑재한 기기들이 널리 공급되었고, 이와 같은 기기의 전력 소모량이 증가하면서, 고속 충전에 대한 수요가 늘자, 일부 노트북이나 PC 메인보드, Apple iMac 마더보드에서도 2A 고속충전을 지원하기 시작했다. 전원에 가까운 USB 포트에 번개(Fast Charge) 마크 등의 표시가 있다면 바로 그것이다. 이후 개념이 확장되어 USB Power Delivery로 넘어간다.
2.2. USB Power Delivery
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Power Delivery 2.0은 5 V, 9 V, 15 V, 20 V의 전압을 지원하며, 최대 5 A 까지의 전류를 전송할 수 있다. 물론 USB 버전과 USB PD는 완전히 분리된 별개의 규격이며, 그러므로 USB 3.1이 지원된다고 고전압 대전류가 지원되는 것도 아니며, 파워 서플라이나 마더보드가 따로 USB PD를 지원해 주어야 가능하다. 큰 전류를 이용하기 위해서는 발열을 자제하기 위해 굵은 케이블이 요구되기도 한다.
최근 전자기기의 입출력 단자가 USB 2.0 micro B에서 USB Type-C(USB-C)로 바뀌면서 USB-C를 탑재한 기기에 USB PD가 적용되고 있다. AP나 칩셋에서 PD를 지원해 줘야 하므로 실 적용 시점은 기술 공개 시점에 비해 한발짝 늦는 편이다. 그 와중에 규격대로 만들지 않다가 문제가 발생할 여지도 있었다. # USB에서 기존보다 높은 전압과 큰 전류를 다루다 보니 초기 문제점이 발생할 여지가 없지는 않은 듯.
2015년 맥북이 충전단자를 USB Type-C로 대체하면서 본격적으로 도입되기 시작했으며, 구글도 2015년 넥서스 5X와 6P에서 도입한 이래로 픽셀폰에서도 꾸준히 지원하며 안드로이드폰에서도 강력하게 밀기 시작했다. #
USB PD가 오직 USB 3.0 이상에서만 적용된다고 알려져 있지만, 사실 USB PD는 USB의 버전과는 전혀 무관하며, 2.0에서도 PD를 지원하면 당연히 PD를 사용할 수 있다. 당장 구글의 레퍼런스 기기들 또한 USB PD를 지원하며, 이는 기존의 레거시 규격 단자가 USB PD를 지원하지 않아 생긴 오해로 새로 등장한 Type-C가 USB PD를 제대로 지원하는 것으로 문제가 해결되었다.
'''USB PD rev 2.0/3.0 파워 공급 방식'''
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2.2.1. Apple USB-PD
10.5형 iPad Pro와 2세대 12.9형 iPad Pro에 적용되면서 나온 규격으로 정확히는 USB-PD 규격 외지만 거의 비슷한 14.5V 규격이다. PD 15V 규격이랑 오차내 범위다. [9] 왜 14.5V인지는 알려진 게 없지만 이 충전 규격이 Apple 29W충전기에 적용되는 것인 만큼 여기에 연관되어 있을 것이라는 추측은 있다.[10] 충전기 자체는 PD 규격 충전기와 호환되어 Apple의 USB-PD 파워 어댑터 외에도 여러 타사의 USB-PD 어댑터도 사용할 수 있지만 케이블은 USB-C to 8핀 Lightning 케이블을 사용해야 된다. MFi를 인증받은 서드파티 USB-C to Lightning 케이블을 사용해도 된다.
이후 2017년 Apple의 iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone X이 급속충전을 정식으로 지원하기 시작하자 USB PD를 지원하는 파워어댑터의 수요가 크게 늘었다. 이들을 고속충전 하려면 USB power delivery를 지원하는 USB-C 단자를 갖춘 파워 어댑터를 사용해야 하고 정품이나 MFi를 인증받은 USB Type-C to Apple Lightning 충전 케이블을 사용해야 한다. 이유는 상단에서 설명한 것과 같은 이유.[11]
iPhone 8은 최대 12W, iPhone 8 Plus/iPhone X의 경우 최대 18W로 충전되기 때문에, 30분 충전으로 50%가량이 충전된다. 아이폰의 기본 5W 파워어댑터로는 완전 충전 시간이 180분(3시간)가량 걸리지만 애플 12 W 충전기로는 약 110분 정도, Apple의 29W 충전기로는 100분 정도 걸린다고. 단 18W 출력은 배터리의 50%까지로 제한되며, 이후는 12W로 충전된다.
USB-C 포트를 지원하는 여러 Apple의 노트북용 충전기뿐 아니라 HP나 레노버, 샤오미 등의 노트북용 USB-PD 충전기, 닌텐도 스위치용 충전기, 구글 스마트폰인 픽셀 2용 18W 충전기 등 대부분의 USB PD 지원 파워 어댑터들이 iPhone 8을 급속충전할 수 있었지만 Dell 노트북 등 일부 USB-PD 파워 어댑터 등은 급속충전에 실패해서 아직은 USB-PD 어댑터들의 호환성이나 상호운용성이 완전하지 않다. # 이후 애플이 29와트 충전기를 대체하는 30와트 충전기를 내놓으면서 표준 USB-PD전압에 맞춰서 제품을 출시하자 시장에 출시된 서드파티 PD충전기와 제대로 호환되기 시작했다.
2.2.2. 지원 기기
- 구글
- 마이크로소프트
- 애플
- 삼성
- LG
- 소니
- 그 외
- GPD Pocket
- 닌텐도 스위치[17]
- 모바일스튜디오 프로[18]
3. 퀄컴 퀵 차지
퀄컴 스냅드래곤 AP를 탑재한 스마트폰 한정으로 제공되는 급속 충전 기술이다.[개요] 2017년 9월 기준 퀵 차지 4+까지 공개되었다. 퀄컴 보도자료 지원 기기 목록
표준 방식은 아니지만, 플래그십 안드로이드폰의 상당수에 스냅드래곤 AP가 들어가 있는 만큼, 가장 대중적이고 널리 알려진 급속충전 방식이다.
3.1. 퀵 차지 1.0
2013년 2월에 공개했다. 기존 충전기보다 40%가량 향상된 충전 효율을 보여 준다. 출력 전압은 5V이며, 2A로 전류(A)를 늘리는 방식으로 충전 효율을 증가시킨다. 최대 10W 까지 지원. 현재는 일반 충전, 유선충전의 수준이다.
3.1.1. 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 기기들을 지원한다.
국내에서는 베가 R3가 급속 충전으로 주요 마케팅을 했었다.
3.2. 퀵 차지 2.0
5V, 9V, 12V 최대 '''18W'''를 지원하는 급속 충전 규격이다. 퀄컴 스냅드래곤 800, 801, 805, 808과 810을 지원한다.
3300mAh 용량의 배터리를 탑재한 기기를 기준으로, 퀵차지 2.0은 60%까지 충전하는 데 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 W까지만 지원하므로 충전이 더 빨라지지는 않는다. 샤오미의 신형 10,000 mA 보조배터리 Mi Powerbank Pro는 QC 2.0을 지원하고 있다.[19]
삼성전자의 모델 중 스냅드래곤을 채택한 모델(PMIC 단에서 지원을 안하는 S5 등 일부기기 제외)이나 갤럭시 S 시리즈, 갤럭시 노트 시리즈와 같이 엑시노스를 사용하더라도 로컬모델들에서 스냅드래곤을 채택하여 라이센싱을 맺은 모델의 경우(커널, PMIC단에서 호환성을 확보한 경우) Adaptive Fast Charging 지원만 표기되어 있더라도 퀵차지와 호환성을 가진다.
3.2.1. 지원 기기
- Nextbit
- 파나소닉
- 삼성전자
- 갤럭시 A8 - KDDI au 모델만 해당
- 갤럭시 S6 이후의 모든 갤럭시 S 시리즈[20]
- 갤럭시 노트4[21] 이후의 모든 갤럭시 노트 시리즈
- 삼성 노트북 Pen S
- 소니
- 엑스페리아 Z 시리즈: Z3 이후 출시모델 및 Z2 지역파생모델(SO-03F) [22]
- 엑스페리아 Z3 태블릿 컴팩트
- 엑스페리아 Z4 태블릿
- 엑스페리아 X 퍼포먼스
- ZTE
- Axon Pro
- Axon Max, Z9
- ZTE Trek 2
- 샤오미
- Mi3
- Mi4
- Mi4C
- Mi Note
- Mi Note Pro
- Mi Powerbank Pro
- Red Mi Note
- Mi Max
- 요타디바이스
- Yota Phone 2
3.3. 퀵 차지 3.0
2015년 9월에 발표한 신기술. 배터리를 80% 충전하는 데 35분 정도면 충전이 가능하다. 충전기와 스마트폰 사이의 조율로 충전 전압을 3.6V에서 20V 사이에서 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 않았다. 하지만 속속 나오는 12V 신형 퀵차지 3.0 충전기들의 경우 LG V20을 기준으로 번들로 주는 충전기(2.0 지원)와 90% 충전까지 13~20분 정도의 차이를 내는 등 어느 정도 개선된 모습을 보여주고 있다
퀄컴 스냅드래곤 430, 617, 650, 652, 820에서 지원되나, 퀵차지 2.0에서의 전례를 고려할 때 장치별로 지원 여부는 달라질 수 있다. 예로 삼성전자의 갤럭시 S 시리즈 중 갤럭시 S7과 그 이후 모델들은 삼성전자의 어댑티브 패스트 차징과의 형평성을 위해 퀵차지 2.0까지만 지원한다. 문제는 저 어댑티브 패스트 차징의 속도가 2.0과 별다를 게 없다는 것.
3.3.1. 지원 기기
- LG G5[23]
- LG V20
- LG Q8
- LG G6 ThinQ
- LG V30 ThinQ
- LG V30S ThinQ
- LG SIGNATURE Edition
- LG Q7
- LG Q8(2018)
- LG Q9
- LG Q9 One
- LG Q70
- Mi 5
- Mi 5s
- Mi 5s Plus
- Mi 6
- Mi MAX Pro
- Mi MIX
- 샤오미 Pocophone POCO F1
- LeTV Le MAX Pro
- HTC - 10, One A9
- 샤프 아쿠오스 S3
- General Mobile GM5+[24]
- Elite x3
- NuAns NEO
- Asus ZenFone 3
- Asus ZenFone 3 Deluxe
- Asus ZenFone 3 Ultra
- Lenovo ZUK Z2 Pro
- Nubia Z11
- Nubia Z11 Max
- TCL Idol4S
- TCL Idol4S-VDF
- Vodafone Smart platinum 7
- ZTE Axon 7
- 엑스페리아 XZ
- Blackberry KEYone
- Blackberry KEY2
- Blackberry KEY2 LE
3.4. 퀵 차지 4
2016년 11월 17일 퀄컴이 스냅드래곤 835와 함께 발표한 퀵차지 신기술이다.
퀵 차지 4는 3.0보다 충전 속도가 20% 빨라졌으며, 30% 더 효율적으로 충전하고, 발열이 5도 더 낮아졌다. 0%에서 50%까지 15분 충전이 가능하다고 한다.
구글은 픽셀폰 출시(16년10월) 이후 안드로이드의 급속 충전 기술을 USB-PD만 쓰고 USB 규격에 맞지 않는 퀵 차지 기술은 쓰지 말도록 강력히 권고하였다. 퀄컴은 이에 순응하여 기존 퀵차지 1-3 규격과는 호환성이 없지만 USB-PD 프로토콜을 준수하는 새로운 규격을 퀵 차지 4 기술로 발표하였다. USB-PD 규격을 준수하면서도 효과적인 배터리 충전을 위한 기능을 추가한 상위규격인 셈. 그러므로 굳이 퀵 차지 4 규격의 충전기가 아니라도 USB-PD 규격을 준수하는 충전기이기만 하면 다소 효율이 저하되기는 해도 고속충전이 가능하다. 퀵 차지 4는 2017년 상반기 상용화 예정이다.
USB-PD 규격에 비해 퀵 차지 4에서 추가된 기능은 충전 최적화와 배터리 보호 기능. 최적의 충전 효율을 위해 충전 전압과 전류를 스마트폰과 교섭하는 기능과 향상된 배터리 보호 기능으로 전압, 전류, 온도를 정확하게 측정하면서 여러 단계로 충전을 하며, 과충전을 보호하고, 더 최적화된 전압 설정값을 가진다. 그리고 듀얼 충전 기술로 인해 전류를 나눠서 충전하면 더 효율적으로 열을 발산하고, 충전 시간을 단축할 수 있다.
다만 퀵 차지 3.0 이하의 규격과 하위 호환성이 없다는 점 때문인지 스냅드래곤 835 MSM8998을 탑재한 스마트 디바이스 중에서도 퀵 차지 4를 지원하는 경우는 매우 드물다. 대신 이를 보완하기 위해서 장치에서는 퀵 차지 3.0까지만 지원하게 하고 별도로 USB-PD 규격을 지원하게 해서 하위 호환성도 잡고 주류 규격도 지원하도록 하고 있다.
3.4.1. 지원 기기
- LG G7 ThinQ : QC 2.0 도 지원
- LG G8 ThinQ : QC 2.0 도 지원
- LG V40 ThinQ : QC 2.0 도 지원
- LG V50 ThinQ : QC 2.0 도 지원
- 샤오미 Redmi Note 7
- 샤오미 Redmi Note 7 Pro
- ASUS ZemFone 6
- Lenovo Z6 Pro
3.5. 퀵 차지 4+
6개월 전 퀵 차지 4를 발표하고 상당히 짧은 기간에 새로운 버전을 공개했다. 퀵 차지 4의 장점을 더 개선한 버전이다. 퀵 차지 4+는 퀵 차지 4 버전보다 온도를 3도 낮췄고 충전 속도는 15% 빨라졌으며 전력 효율 역시 30%가량 개선됐다. 0~50%까지 15분 만에 충전할 수 있고 5분 충전으로 5시간을 사용할 수 있다. 또한 퀵차지 2.0과 3.0 표준과 호환도 가능해졌다.
2개의 전원 관리 칩을 이용하는 '''듀얼 차지'''는 충전 전류를 분할해 발열을 잡고 충전 시간을 단축하는 것으로 퀵 차지 4에도 적용된 것인데, 더욱 개선되며 온도를 3도 낮췄고 충전 속도도 빨라졌다. 온도가 낮은 곳으로 전류의 움직임을 지능적으로 분산하는 인텔리전트 서멀 밸런싱 기술이 개선된 덕분인 듯하다. 또한 충전 기기와 단자의 온도를 체크하는 어드밴스트 세이프티 기술이 적용되어 충전 단자의 과열과 손상을 막아 준다.
3.5.1. 지원 기기
- Razer Phone
- Razer Phone 2
- 샤오미 Mi 8
- 샤오미 Mi 8 Explorer Edition
- 샤오미 Mi 8 Pro
- 샤오미 Mi A2
- 샤오미 Redmi K20
- 샤오미 Redmi K20 Pro
- LG V60 ThinQ
- LG VELVET
- 샤오미 Mi 10 Lite 5G
3.6. 퀵 차지 5
4. 미디어텍 펌프 익스프레스 플러스
자사의 AP를 탑재한 스마트폰과 배터리 내장 각종기기 한정으로 제공되는 급속 충전 기술이다. 기기의 사용 상태에 따라서 평상시에는 5V 1.67A로, 터보 1에선 7V 1.67A로, 터보 2에서는 9V 1.67A로 충전한다. 제조사가 제시하는 프로필은 5V~12V에서는 고정된 5/7/9/12V을 5V~20V에서는 0.5V 단계별 가변전압을 3V~6V에서는 10-20mV 단계별 가변전압을 이용해 충전 속도를 올려준다. 초기 버전은 불안정했으나 2.0부터는 5V~12V의 가변전압과 발열 그리고 안정성을 잡았다. 3.0부터는 정식으로 USB Type-C 규격을 지원하며 함께 USB-PD를 일부인 5V 1.5A와 5V 3A와 호환되도록 설정되었다. 퀵 차지 4부터는 USB-PD 3.0의 프로필을 정식으로 지원함으로 전용 충전기의 존재가 사라졌다고 보면 된다. 전용 기기와 충전기에는 PE 고속충전 로고와 버전이 표시되어있다. 제조사가 언급하지 않았어도 지원 할 수 있으므로 적은 향상을 줄 수 있다. 하위호환을 지원하지만 2.0까지는 USB-PD를 지원하지않아 고속 충전을 위해 전용 충전기가 있어야한다. 국내에서 충전기를 구하고자 한다면 소니와 LG전자에서 미디어텍 탑재 제품을 출시함으로써 일부 소니 퀵차저(5~12V 퀵차지3.0 + PE플러스2.0 로고가 표시됨)와 일부 LG 번들 충전기(5~9V 퀵차지3.0 + PE플러스)가 지원한다. 국내출시 지원되는 기기로는 LG전자의 X시리즈 중 미디어텍 탑재군들이 해당됨으로 참고하면 된다.
5. 스마트폰 제조사의 독자적 급속충전 기술
퀄컴의 퀵차지 기술은 약간의 라이선스비를 지불해야 하므로 이를 회피하기 위해 각 스마트폰 제조사들이 번들로 주는 충전기는 각자 독자적인 급속충전 기술을 채용하고 있지만 서로 호환성이 없어 해당 회사의 스마트폰/충전기 조합에만 사용할 수 있다. 삼성의 어댑티브 패스트 차지처럼 퀵차지 2.0과 호환성이 있는 경우도 있다. 이런 혼란을 정리하기 위해 구글은 안드로이드 7.0 누가부터는 퀄컴의 퀵차지 규격을 쓰지 말고 USB-IF 표준인 USB-PD 규격을 사용하도록 강력히 권장하고 있다. 엄밀하게 말하면 퀵차지 규격은 USB Type-C 규격의 필수 요구 사항의 위반이다.
5.1. 삼성전자
5.1.1. Adaptive Fast Charging
퀄컴의 퀵차지 2.0과 호환되는 급속충전 기술이다. 일괄적으로 9V의 전압을 사용하고, 2017년 기준 퀄컴 퀵차지 2.0의 1.8A보다 조금 적은 1.67A로만 출력하고 있다. '''최대 15W'''. 다만 'Adaptive Fast Charging'을 지원하는 기기라고 해서 필연적으로 퀵차지 2.0이 지원되는 것이 아니다. 일례로 삼성이 갤럭시S8과 같이 출시한 급속 In&Out 보조배터리 EB-PG950의 경우 삼성 정품 어댑티브 패스트 차징 어댑터로 충전 시 9V로 급속충전되지만, 퀵차지 3.0까지 호환되는 Aukey사의 PA-T16 듀얼포트 어댑터로 충전시 5V 2A로 충전된다. Aukey 제품이어서 그런 것이 아니라 이 보조배터리는 어댑티브 패스트 차징'''만''' 지원하고 퀵차지 2.0과의 호환성을 갖지 않는다.
또한 급속 무선충전을 지원하는 자사의 대부분의 기기들과도 어댑티브 패스트 차징만이 호환되고 퀄컴 퀵차지와는 완벽히 호환되지 않는다. 이는 삼성전자 고객센터의 공식 답변에 따르면 화재의 위험성에 따른 대처로, 자사의 무선충전 제품은 어댑티브 패스트 차징에 맞추어 15W를 기준으로 설계되었기 때문에 이를 초과하는 전력을 공급할 수 있는 표준 퀄컴 퀵차지 충전기에 대해서는 무선 급속충전기능이 동작하지 않도록 락을 걸어놓았다고 한다. [25]
다만 고작 15W로 퀵차지 2.0보다 못한 독자규격을 퀄컴이 버전 업을 두번이나 할 동안 무선충전에나 집중하느라 S6부터 '''S10까지 발전 없이''' 몇년째 우러먹고 있다 보니 매년 플래그십 신제품이 출시될때마다 다른 회사의 스마트폰과의 비교에서 충전 기술에서 절대 이기지 못하는 모습을 보였다. 삼성에게 매번 1패를 적립중인 LG 스마트폰마저도 충전 기술은 얌전히 퀵차지 최신버전을 채용하기에 충전에서 만큼은 절대 지지 않는 모습을 보여주고 V50 ThinQ는 무선충전이 15W를 지원해 갤럭시 시리즈의 유선충전 수준에 이르었고 샤오미는 Mi 9 출시로 유무선 각각 27W/'''20W'''이며 Pro는 45W/'''30W'''을 지원함으로서 충전 기술에서 우위를 점하고 있고 2019년 출시한 폰인데도 램 용량이 S10 절반 수준인 아이폰 11마저도 18W를 지원해 어쨌든 삼성보다는 뛰어나다는 점에서 발전없는 독자규격이 갖는 폐해를 알 수 있다.[26]
그러나 이는 노트7의 사고로 인해 배터리에 대해 극히 보수적인 입장으로 대응했다는게 대부분의 의견이며, 실제로 S10 5G 모델에 25W 충전을 넣고나서부터 이상이 없다 판단했는지 보급형에 25W, 노트10+에 바로 45W 충전을 추가하면서 애플의 충전속도를 두배 이상으로 뛰어넘겼으머, 이후 스마트폰에서는 갤럭시 S20 Ultra, 태블릿 pc에서는 갤럭시 탭 S7 | S7+에서도 45W 충전을 지원하여 이제 충전속도가 느린건 옛말. 또한 고용량 배터리를 가진 모델에만 고속충전을 지원하는 삼성의 정책일 가능성도 제기되고 있으며, 이는 플래그십도 아닌 갤럭시 A90,80,70에 25W 충전과 충전기까지 번들제공한 것으로 알 수 있다. 물론 중국의 제조사들이 120W를 지원하는 스마트폰을 내놓은 이상 삼성도 눈 뜨고 지켜볼 상황은 아닌듯 하다.
5.1.1.1. 지원 기기
- 갤럭시 S 시리즈: S6 이후 출시 모델.
- 갤럭시 노트 시리즈: 노트4 이후 출시 모델.
- 갤럭시 탭 S 시리즈: S3 이후 출시 모델.
- 갤럭시 Z 폴드 시리즈: 폴드 이후 출시 모델.
- 갤럭시 Z 플립 시리즈: Z 플립 이후 출시 모델.
- 갤럭시 탭 A7(2020)
- 갤럭시 A 2016 에디션[27]
- 갤럭시 A 2017 에디션[28]
- 갤럭시 A 2018 에디션[29]
- 갤럭시 A 시리즈/2019년[30]
- 갤럭시 A 시리즈/2020년[31]
- 갤럭시 M 시리즈[32]
- 갤럭시 북 10.6
- 갤럭시 북 12.0
5.1.2. Super Fast Charging
그동안 느린 충전속도로 지적을 받던 삼성전자가 새롭게 발표한 충전 기술이다. 갤럭시 S10 5G에 처음으로 적용되었으며 충전 속도는 USB Power Delivery 3.0 25W와 45W이다. 다만 대부분의 일반 USB PD 충전기로는 15W 충전만 가능하며 PPS도 지원해야 초고속 충전이 된다. 삼성전자의 일부 보조배터리도 지원한다(EB-P3300, EB-U3300). 15W 충전은 Adaptive Fast Charing과 다르게 5V 3A이다. 25W는 9V 2.77A, 45W는 15V 3A, 20V 2.25A이다. PPS의 자세한 정보는 EP-TA800, EP-TA845참조
45W 초고속 충전 2.0의 경우 추가로 E-Marker칩이 탑재된 100W 5A C to C 케이블이 필요하다. 60W 3A 케이블의 경우 25W 까지만 지원된다. 별매 45W 충전기인 EP-TA845의 5A 케이블은 번들 25W 충전기 EP-TA800의 3A 케이블보다 거의 1.5배 가까이 두껍다. 하지만 실사용자들에 의하면 25W 어댑터에 동봉된 60W 케이블로도 초고속 충전 2.0이 가능하며 100W 케이블과 유의미한 속도 차이가 없다. #
노트10+와 같이 45W를 지원하는 스마트폰의 경우 0%~60% 구간 이후에는 25W와 45W의 충전 속도 차이가 거의 없어지며, 완충 시간으로 비교하면 S20 울트라 기준으로 25W, 45W 모두 약 59분으로 사실상 차이가 없으므로 스마트폰을 충전할 목적이라면 굳이 별도로 45W 충전기를 구입할 필요는 없다.
단, 이는 배터리 용량이 작은 스마트폰에 한정된 이야기이다. 배터리 용량이 큰 태블릿 컴퓨터나 노트북의 경우 45W에 준하는 수준으로 정속충전이 되므로 25W보다 확실히 빠르다. 10090 mAh의 배터리 용량을 가진 갤럭시 탭 S7+의 경우 0%~74% 정도까지 36~41W 수준으로 충전되며, 노트북의 경우 90%에 육박할 때까지 40W 수준으로 충전이 된다. 이는 리튬이온 배터리의 특성상 당연한 현상이다. 배터리 전원의 잔량이 클수록 안정성을 위해 충전속도를 제한하는 경우가 대부분이다. 스마트폰의 경우 대부분의 제조사에서 80% 정도부터 10W 정도로 제한을 걸고, 95% 정도부터는 거의 3W 수준까지 떨어진다. 반면 태블릿이나 노트북의 경우 95% 정도가 되어서야 10W 수준으로 속도가 떨어진다. 배터리 용량이 클수록 1%당 에너지량이 크기 때문에 이러한 현상이 나타난다. 닌텐도 스위치 등 45W PD 충전이 필요한 타 기기가 있다거나 번들충전기 외에 추가로 충전기 구입이 필요하다면 가성비가 좋으므로 [33] 구입해도 나쁘지 않다.
5.1.2.1. 지원 기기
- 최대 25W속도로 충전
5.2. Apple의 MagSafe
애플에서 2020년 10월 13일 Qi 규격과 비슷하지만서도 독자적인 규격인 MagSafe (맥세이프)라는 기술을 소개했다. 기존 무선 충전도 지원하지만, 애플기기들과 연결할 경우 최대 무선 15W로 충전이 가능하다는 것이다.
5.2.1. 지원 기기
- iPhone 12 mini 크기 때문인지는 모르지만, 현재 최대 12W까지만 지원한다고 한다.
- iPhone 12
- iPhone 12 Pro
- iPhone 12 Pro Max
5.3. 화웨이의 SuperCharge
공식적으로 SuperCharge 디바이스 목록을 제공하고 있지 않은데, 주로 화웨이의 하이엔드-플래그십 기종위주로 제공된다. 다만 대부분의 급속 충전이 그렇듯이 90~100%구간의 완충 속도는 상대적으로 느리다
Mate 20 Pro | 4200mah | 40W
충전시작 (1%) 5분 (10%) 8분 (20%) 20분 (50%) 31분 (72%) 40분 (86%) 50분 (95%) 68분 (100%)
충전시작 (50%) 10분 (70%) 23분 (91%)
Mate 9 | 4000mah | 22.5W |
충전시작 (3%) 20분 (36%)
Honor V10 | 3750mah | 22.5W |
충전시작 (5%) 30분 (50%) 45분 (70%)
5.3.1. 지원 기기
- Mate X
- Mate 20
- Mate 10
- Mate 9
- Honor V10
5.4. 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.
5.4.1. 지원 기기
- Zenfone 2, Zenfone Selfie, Zenfone Zoom
- ZenFone 3세대 이상
- Transformer Book 시리즈
- T100Chi
- T100HA
5.5. VOOC
중국 스마트폰 업체인 OPPO의 VOOC (Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging) Flash Charging system. OPPO Reno Ace에 적용된 SUPER VOOC 2.0은 무려 65W라는 어마어마한 전력을 휴대폰에 처박는 것이 특징. 30분만에 완충을 달성한다. 당연히 퀄컴 퀵차지와는 호환되지 않는다.
5.5.1. Dash Charge
모기업(사실상 형제기업)인 OPPO에게서 라이센스 받아 OnePlus 3에 탑재된 기술이다. 명칭만 다를 뿐 VOOC Flash Charge와 같은, 라이센스 받아 명명한 원플러스의 급속충전 방식이다.
'''장점은 0% → 100% 1시간이면 된다.''' [41] 단점은 퀄컴 퀵 차지와 호환이 안된다는것이다.[42][43]
퀵 차지 2.0의 경우 2A / 5V / 9V / 12V 를 사용하나 Dash Charge는 5V 4A 를 사용한다. 따라서 일반 케이블 및 어댑터로는 Dash Charge를 사용할 수 없다. 그런데 이 둘을 세트로 추가 구매하려면, 30달러 정도 한다.
5.5.2. 지원 기기
- OPPO Find 7(a)
- OPPO R7
- OPPO R5(s)
- OPPO N3
- OPPO F1 plus
- OPPO R9
- OPPO HA-2
- OPPO Reno Ace
5.6. 샤오미 Mi Charge Turbo
2019년 3월 26일, 샤오미가 독자 기술 개발을 통해 '''100W 급속충전 실기 테스트에 성공했다고 발표했다.''' 이 충전 기술로 4000mAh 배터리[44]를 '''단 17분만에 완충할 수 있다.[45]'''영어 주의 차후 미믹스4에 들어갈 가능성이 있다고 한다.[46]
9월 9일 베이징에서 설명회를 가졌다.
양산형으로 나온 Mi Charge Turbo는 유선 45W, 무선 30W로 샤오미 미9 프로에 적용되었다.
샤오미 미 11에는 유선 55W, 무선 50W 고속충전을 지원한다..
5.7. vivo의 Super flash charge[47]
2019년 상하이 MWC에서 공개된 VIVO의 '''120W급''' 고속충전 기술. 4000mAh 배터리를 5분에 50%까지, 완충까지는 13분밖에 걸리지 않는다고 한다.
시연 영상
6. 확장성
이 문서의 가장 상단에 기재된 USB-PD와 퀄컴 퀵차지의 경우 각각 표준 규격이라는 점과 높은 범용성이라는 장점 덕에 다른 사용법이 생겨나고 있다. 바로 USB 단자 측에 제어칩셋을 삽입해 인위적으로 상위 전압을 요구함으로서, 고전압을 요구하는 기기에 직접적으로 직류 전원을 공급하는 것.
이를 응용해서 중국에서는 이와 같이 회로가 노출된 USB-PD 트리거를 팔기도 한다. PD 1.0과 2.0을 통틀어 5V, 9V, 12V, 15V, 20V의 모든 전압범위를 지원하며, 충전기의 성능에 따라 공급 가능한 전력량이 결정되는 식이다. 버튼을 눌러 전압을 필요할 때마다 바꿀 수 있다는 장점이 있으나 회로가 노출되어 있어 외부 충격에 취약하다는 단점이 있다.
그래서 물리적 버튼이 아닌 소프트웨어적 방법으로 전압을 바꿔 필요할 때마다 바꿔쓸 수 있는 모델도 있다. 물리충격에 강해진 만큼 단가가 비싸진다.
또한, PD방식이 아닌 QC방식의 트리거 또한 존재한다. 퀄컴 퀵차지의 표준 자체가 18W가 한계이고 PD방식과 달리 12V라는 한계점이 있으나 QC 충전기가 고출력 PD충전기에 비해 제조단가가 싸고[48] 아예 표준규격을 무시하고 전류값을 자유롭게 가변조절하는 대륙(...)제 충전기를 사용할 경우 18W를 넘어선 출력을 요구하는 기기에도 그냥 사용할 수 있다.
이를 통해 멀티포트 충전기에 트리거를 물려 하나의 충전기로 유무선 공유기, 초저전력 PC, 셋톱박스 등 아주 고전력을 필요로 하지는 않으나 별도로 직류전원공급장치를 설치해줘야 하는 제품의 전원장치를 대체해버릴 수 있다.
7. 같이 보기
[1] 데모 버전.[2] USB 2.0의 표준은 5V '''0.5'''A (2.5W), 3.0은 5V 0.9A (4.5W), typeC는 5V 3A(15W) [공식] P = IV = I2R. (3A)2(0.1Ω) = 0.9W. (12A)2(0.1Ω) = 14.4W[3] 통상적으로 5V 이상[4] Li-ion Battery 기술자료 7쪽 참조.[5] 대충 로그함수 형태로 전지의 충전량이 나타난다.[6] 전력을 공급하는 보드 설계가 딱 스탠다드 인 경우.[a] A B C D USB 2.0과 3.0 상관없이 모두 동일하게 적용된다.[7] PD 스탠다드는 5A 지원 케이블이 반드시 필요하다.[8] 5A 입출력 지원 케이블 필요.[9] 그러나 실제로 충전시 대부분 몇분 충전되다가 나중에 기기가 뱉어내는게 일상.[10] 왜냐면 이 USB-PD충전기의 최대 출력전압이 14.5V다. [11] 시중에서 나도는 타사의 USB-A to Lightning 케이블에 고속충전이라고 써있는 제품은 대부분 USB-PD를 이용하는 것이 아니라 케이블에 내장된 별도의 칩셋을 사용해 퀄컴 퀵차지 포트에서 고전압을 끌어와 강제로 집어넣거나 전압은 5V로 동일하지만 전류값을 높여 총 W 수를 높임으로써 결과적으로 고속충전을 이뤄내는 케이스다. 이는 똑같이 USB-A to Lightning 케이블을 사용하는 Apple 자사 12W 어댑터로 충전하는 경우에도 비슷하게 적용된다. iOS 11.3 버전부터 비 인증 케이블을 이용한 고속충전이 막혔다.[12] 같이 동봉된 충전 어댑터가 PD 충전기이다.[13] 원래는 정격 출력 5V 2A 이상 일반 스마트폰 용 충전기 혹은 보조배터리를 USB Type C 포트에 꽂아 충전할 수 있는 기능이 있다고 홍보가 됐다. 해당 기술이 USB-PD 기술인지는 확인되지 않고 있으나, 제품 출시 이후 이뤄진 테스트 결과 5V 2A 이상의 USB-PD 충전이 완벽히 호환되는 것으로 보인다.[b] A B 설명서에는 없으나 작동은 한다고 함.출처 번역하자면, "USB PD 충전기인 구글 픽셀 동봉 충전기로 QC 2.0 혹은 삼성의 어댑티브 패스트차징과 동일한 효율로 충전이 된다"라고 한다. 충전기에 따라 9V 1.7A 혹은 5V 3A로 동작하는 것으로 보인다. 해당 글의 테스트 결과도 둘 다 나오고 있다.[19] 삼성 최초로 A 시리즈에 5G가 탑재되었다.[20] 삼성 최초로 45W 충전을 제공하기 시작했다.[21] [14] 삼성 노트북 9 Always와는 다르게 20V로 입력해야 한다. 최소 19W, 권장 40W를 요구한다.[15] 2018년 모델부터 삼성과 동일하게 5V 2A부터 지원한다.[16] 사실 싱가포르 쪽 IT웹진에서 LG G5부터 퀄컴 QC 3.0과 동시지원된다는 이야기가 솔솔 나오는데 공개행사에서 제대로 언급된 건 V30 ThinQ가 최초. 효율은 QC 3.0과 동일한 수준이라고 한다.[17] 주의해야될것이 하나 있는데 닌텐도 스위치는 USB-PD를 지원하지만 닌텐도 스위치와 같이오는 충전기는 USB-PD를 지원하지 않기 때문에 멋모르고 닌텐도 스위치가 아닌기기에 연결했다가 기기가 사망할수도 있다 닌텐도 스위치 충전기의 충전규격은 15V 2.97A.[18] 100W 규격이다.[개요] [image][19] 다만 이거는 PLM01ZM만 해당이며, 현재 리뉴얼돼서 판매 중인 PLM03ZM은 퀵 차지 2.0은 물론 퀵 차지 3.0도 지원한다.[20] 단, 갤럭시 S5의 일본 출시 모델도 지원[21] 갤럭시 노트 엣지 포함.[22] Z3 같은 경우 일본 내수용은 가능하나 한국을 포함한 글로벌 버전은 소프트웨어적으로 막아 놓았다. 마그네틱 도킹 충전을 하면 고속충전이라고 뜨나 실제는 일반 충전하는 것이다.[23] 해당 기기는 퀄컴 퀵차지 3.0 기술을 지원하지만 번들 충전기가 퀵차지 2.0까지만 지원한다.[24] 안드로이드 원 프로젝트의 일환으로 출시된 스마트폰.[25] 같은 퀄컴 퀵차지임에도 AFC와 같이 9V 1.67A의 전력을 공급하는 충전기에서는 급속무선충전이 제대로 동작하는 것으로 확인사살.[26] 다만 아이폰11의 문제는 아직도 5W 충전기를 번들제공한다는거(...) 이거 갤럭시S3 충전기보다 못하다(...) [27] 갤럭시 A3(2016) 제외.[28] 갤럭시 A3(2017) 제외.[29] 갤럭시 A6, 갤럭시 A7(2018) 제외.[30] A2 Core, A10 제외.[31] A01 제외.[32] M10 제외.[33] 번들 충전기 EP-TA800 케이블 포함패키지와 45W 충전기 EP-TA845 패키지의 가격차이가 거의 없다. 게다가 타 대기업 제조사의 충전기와 비교해도 가성비가 매우 좋은편이다.[34] 전작 노트10+에서 지원하던 45W 초고속 충전이 지원되지 않아 논란이 되었다.[35] 25W 충전만 지원하는 갤럭시 S21+는 45W도 지원하는 노트10+보다 500mAh 더 많은데 지원되지 않아 논란이 되고 있다.[36] 전작 S20 Ultra에서 지원하던 45W 초고속 충전이 지원되지 않아 논란이 되고 있다.[37] 삼성전자 최초로 45W 충전을 지원하는 기기이다. 다만, 45W 충전기(EP-TA845)는 별매이며,기본 구성품에는 25W 충전기가 들어있다.58분 정도에 완전히 충전할 수 있다. 배터리 보호를 위해 실 충전은 35W 수준으로 이루어지지만, 맥북 프로는 45W 속도로 이루어진다.[38] 노트10+와 마찬가지로 번들 충전기는 25W이며 45W 충전기는 별매이다.[39] 번들 충전기는 15W이며 25W 및 45W 충전기는 별매이다.[40] 번들 충전기는 15W이며 25W 및 45W 충전기는 별매이다.[41] 3T는 더 큰 배터리를 탑재하기에 1시간 반 안쪽에 충전된다.[42] 퀵 차지 2.0부터는 라이센스비 및 전원 관리 칩을 따로 써야 한다. 이 비용을 아끼고자 전원 제어 칩을 충전기와 케이블에 달아 놓았다.[43] 재미있는 사실은, OPPO사의 VOOC CHARGE 와 호환된다. 즉, 같은 기술로 추측된다.[44] 블랙샤크2와 동일한 용량이다. 참고로 27W 급속충전을 지원하는 블랙샤크의 완충 시간은 1시간 이내.[45] 이 시험에서 비교된 오포의 50W 급속 충전 기술인 VOOC은 17분에 65%까지 충전.[46] 중국 언론에서 유출된 스펙표에서는 미믹스4에 100W 충전이 적용된다고 한다. [47] 데모 버전.[48] 이는 당연히 최대 출력 자체가 낮기 때문