고속 충전 규격 용어 정리 - QC 2.0 3.0 (퀵 차지), AFC, SFC, USB PD, PPS 등. 충전기 / 보조 배터리 선택 요령

스마트폰, 노트북, 태블릿 등 모바일 기기들의 사용량이 늘어나고 관련 주변기기(이어폰, 키보드, 마우스 등)들도 무선화 되고 충전이 필요함에 따라 출퇴근, 외출 등 집을 나설 때 꼭 필요한 필수품 중 하나가 충전기 또는 보조배터리입니다.

그런데 이런 제품들을 구매할 때, 요즘 어려운 용어들이 너무 많아 선택이 어려우시죠?
판매자의 홍보 설명만 믿고 '아 이거 좋은 거가 보다' 생각하시면 큰 오산입니다.
내가 사용하는 기기에 맞지 않아 제 성능을 발휘하지 못하거나,
반대로 내 기기가 지원하지 못하는 기능을 탑재한 제품을 괜히 비싼 돈을 주고 구매하는 경우도 생깁니다.

그래서~!
유/무선 충전과 관련된 각종 용어들과 충전기나 보조배터리 구매 시 유의해야 할 사항 등을 정리해보겠습니다.

1) USB 충전 성능과 퀄컴 퀵차지(Qualcomm Quick Charge, QC)

우리가 사용하는 대부분의 기기들은 USB 커넥터를 사용합니다. 가장 흔히 볼 수 있는 USB A타입, 얼마 전까지 각종 모바일 기기에 주로 사용되던 마이크로 5핀 (마이크로 B타입), 최근 커넥터의 통합을 이루고 있는 C타입 커넥터까지, 모두 USB 커넥터의 종류입니다.

USB 충전 전압은 버전이나 연결기기에 상관없이 5V로 일정하며 USB 2.0 기준 기본 100mA (0.5W)에 연결되는 기기가 필요로 하는 전류에 따라 최대 500mA (2.5W)까지 조절됩니다. USB 3.0 기준으로는 900mA (4.5W), USB3.2 gen2x2 기준 1.5A까지 최대 출력이 지원되지만, 7.5W밖에 되지 않아 고속 충전이 필요한 기기에 적합하지 않습니다.

각종 모바일 기기들이 고성능화, 고용량화됨에 따라, USB의 자체 충전 성능은 매우 답답하지 않을 수 없었고 여러 AP 제조사 혹은 완제품 제조사 등에서 각자의 충전 규격을 내세워 고속 충전의 시대를 열기 시작하였으며 그중 대표적인 것이 퀄컴(Qualcomm)의 퀵 차지(Quick Charge) 기술입니다.

 

퀄컴 최신 칩셋 스냅드래곤 865 (출처 : 퀄컴 공식 블로그)

 

모바일 AP분야에서 가히 세계 최고라 할 수 있는 퀄컴은 그 이름도 유명한 '스냅드래곤'이라는 모바일 기기의 두뇌를 제조하는 업체입니다. 퀄컴의 고속 충전 규격인 퀵 차지는 엄연히 따지면 공식 규격은 아니지만, 전 세계적으로 가장 많이 보급되는 퀄컴의 규격이기 때문에 암묵적(?) 고속 충전의 공식 규격이라고도 할 수 있습니다.

퀵 차지는 QC로 줄여서 표기하며 최대 28W 출력으로 충전이 가능한 QC4.0 / QC4.0+ 규격까지 출시되었으나 이는 뒤에서 설명할 USB-PD 기술을 기반으로 한 규격이며 이전 버전과의 호환성 문제도 있고 아직 보편화되지 않았기 때문에
QC3.0까지의 규격을 비교해보겠습니다.

 

 

퀵차지 1.0 (QC 1.0)은 5V 2A, 최대 10W의 출력으로 기기를 충전합니다. 이미 오래전부터 최신 기기에는 사용하지 않는 규격이지만 "5V 2A"는 아직도 '고속 충전기'또는 '고속 충전 보조배터리'를 자처하는 저가형 제품들에 많이 적용되고 있는 스펙이라 주의가 필요합니다.

퀵차지 2.0 (QC 2.0)은 5V 2A / 9V 1.8A / 12V 1.5A의 세 단계로 출력이 조절되며, 최대 18W 출력으로 충전이 가능합니다. 

퀵차지 3.0 (QC 3.0)은 3.6~6.5V 3A / 6.5~9V 2A / 9~12V 1.5A로 성능 표에는 표시되며 최대 18W로 QC2.0과 최대 출력은 동일하지만, 계단식으로 조절되는 QC2.0과 달리, 출력이 선형으로 조절됩니다. QC 2.0 보다 정밀하게 충전 전력을 조절하여 기기가 필요로 하는 전력을 공급하므로, 충전 효율이 높고 체감 성능이 빠르며 충전하는 기기의 수명에도 좋은 영향을 준다고 합니다.

본인의 기기가 퀄컴의 칩셋을 탑재한 제품이라면, 퀵차지를 기본적으로 지원할 가능성이 높습니다.
퀵 차지 3.0까지는 하위 규격과 호환이 되기 때문에, 새로 퀵 차지 충전기를 구매할 계획이라면 퀵 차지 3.0 지원 기기를 선택하는 것이 좋습니다.(실제로 지금 판매하는 제품들은 대부분 3.0 규격입니다.) 퀵 차지 2.0 규격의 몇 세대 지난 제품을 충전하기 위해 굳이 QC 2.0 충전기를 힘들게 찾을 필요는 없다는 의미입니다.
다만, 앞에서도 언급했듯이 '고속 충전 지원'이라고 하면서 자세히 보면 출력이 5V 2A, 5V 1.5A 등인 제품들만 거르면 되겠습니다.

 

2) 삼성의 AFC와 SFC

 

삼성 AFC 충전기에 표기된 규격과 입/출력 스펙

 

삼성은 퀄컴의 퀵 차지와 유사하지만 성능에 제한을 둔 AFC(Adaptive Fast Charge)라는 독자 규격을 사용해왔습니다.
AFC는 QC 2.0을 기반으로 하고 있으며 최대 15W (9V, 1.67A) 출력을 냅니다. QC 1.0과의 호환 및 일반 5V USB 기기들과의 호환성을 위해서인지 5V 2A 출력도 그대로 남겨두었습니다.

AFC규격은 갤럭시 S10 5G모델을 제외한 S10 시리즈까지 적용이 되었고 태블릿에서는 갤럭시 탭 S6까지 적용되었습니다. AFC 규격을 사용하는 삼성 제품을 충전하기 위해서는 정품 AFC 충전기를 사용하는 것이 가장 믿을만합니다. 기본적으로 퀄컴의 퀵 차지를 기반으로 하고 있기 때문에 QC 충전기를 사용하면 대부분 충전이 가능하나 때때로 5V 2A 만으로 작동하는 제품도 있어, 본인의 기기가 충전기에서 정상 작동하는지 판매자가 제공하는 호환표 등을 잘 살펴보는 것이 좋겠습니다.

SFC (Super Fast Charge) 규격은 다음에 설명할 USB-PD 3.0 기술을 적용한 삼성의 고속 충전 규격입니다.
갤럭시 S10 5G 모델부터 적용되기 시작하였으며, 최대 25W 지원 제품군, 45W 지원 제품군으로 나뉩니다.
USB-PD 기반이긴 하지만 다음에 설명할 PPS 기술이 적용되지 않는 일반 USB-PD 충전기로는 정상적인 충전이 되지 않을 수 있으니 역시 정품 충전기를 사용하거나 PPS 충전기를 사용하는 것이 좋습니다.

• 25W 제품 : 갤럭시 S10 5G, 갤럭시 노트10, 갤럭시 S20 / S20+

                 갤럭시 A90 / A80 / A70 / A71 (갤럭시 A 퀀텀)

• 45W 제품 : 갤럭시 노트 10+, 갤럭시 S20 Ultra

 

3) USB PD

앞에서도 몇 번 언급했던 USB PD (USB Power Deliery)는 차츰 고속 충전 규격을 통일하고 있는 공식 규격이라고 할 수 있습니다.
USB PD는 2.0 / 3.0규격이 사용되고 있습니다.
USB PD 2.0 / 3.0의 충전 성능은 5V 3A (15W) / 9V 3A (27W) / 15V 3A (45W) / 20V 5A (100W) 네 가지로 구분됩니다. 최대 100W 출력이 가능하다는 점이 놀랍지만, 앞서 설명한 삼성의 SFC 제품들이 25W 제품군, 45W 제품군이 나뉘어 있는 것에서도 알 수 있듯이, USB-PD 3.0이 동일하게 적용되었다고 해서 충전기나 충전할 기기가 무조건 100W가 가능한 것은 아닙니다.

시중에 판매중인 USB-PD 충전기들을 보면, 18W급부터 45W, 60W 등 제품들이 많습니다. 물론 고용량 제품일수록 가격이 비싸지는 추세이기 때문에 충전할 기기의 성능에 따라 충전기도 선택하면 될 것 같습니다.
예를 들어 내 기기가 25W 충전을 지원하는 제품이라면, 그 이상인 45W, 60W, 100W 충전기 사용이 가능합니다.

또한 USB-PD 충전을 위해서는 이를 지원하는 C to C 케이블이 꼭 필요합니다. 케이블 역시 허용 전압, 전류 값이 다르기 때문에 사용하려는 충전기 및 충전 기기에 맞는 케이블을 구매해야 됩니다. USB PD 지원 C to C케이블이 상대적으로 고가인 점은 USB PD의 단점이라고도 할 수 있겠습니다.

USB-PD 2.0 / 3.0은 USB 2.0 또는 USB3.0과 같은 USB 버전의 표기와는 완전히 독립적인 규격입니다. 많이 알려진 잘못된 상식 중에 하나가 "USB 3.0이상 버전에서만 USB PD를 지원한다"라는 것입니다. 이런 상식이 퍼진 이유는 USB PD가 C타입 커넥터를 이용하기 때문인 것으로 생각됩니다. USB3.2 gen2부터는 C타입 커넥터만 사용하기 때문에 커넥터의 종류 때문에 이런 오해가 생길 수도 있을 것 같습니다.
다시 말하자면, USB-PD 기기라고 해서 무조건 USB 3.0 이상이라는 보장도 없고, USB 3.0이상이라고 해서 USB-PD를 지원한다는 보장도 없습니다.

USB 버전에 대한 내용은 아래 포스팅을 참고하시면 도움이 될 것 같습니다.

USB 타입, USB 버전에 대한 고찰. USB 3.0 / 3.1 / 3.2 / gen1 gen2 / gen2x2 / USB4.0 ?!

4)PPS 프로토콜

PPS는 Programable Power Supply의 약자입니다.
앞서 다양한 충전 규격들을 살펴보았는데 이런 규격들은 서로 호환이 되지 않아 해당 규격의 기기를 충전하기 위해서는 해당 규격의 충전기를 사용해야 된다는 문제점이 있습니다. 이런 문제점을 극복하고 만능 충전기를 만드는 기술이 바로 PPS입니다.

PPS는 USB PD가 적용되지 않은 기기에서도 USB PD 충전기를 사용할 수 있게 해주는 기술이라고도 할 수 있습니다.
앞서 살펴보았듯이 USB PD는 5V, 9V, 15V, 20V 네 가지 출력 전압이 고정되어 있는 것에 반해, PPS 기술이 적용된 USB PD 충전기는 3~21V 범위 내에서 전압을 조절하여 충전하는 기기에 최적화된 출력을 찾아줍니다.

PPS 충전기는 앞서 설명했던 퀄컴 퀵 차지 (QC), 삼성 AFC / SFC 뿐만 아니라 USB PD를 변형하여 사용하는 애플의 고속 충전 규격 등 거의 모든 충전 규격을 소화할 수 있는 충전기로 알려져 있습니다.

다만 PPS 충전기를 사용하기 위해서는 일반 USB-PD와는 또 다른 E-MAKER(Electronic Maker) 인증을 받은 케이블을 사용해야 되며 굉장히 고가라는 단점이 있습니다.

5) 그 밖에 유의사항

충전기 / 보조 배터리를 구매함에 있어 앞에서도 몇 가지 유의사항들을 언급하였으나, 가장 조심해야 될 부분이 용량에 대한 표기입니다.

단순히 '고속 충전 지원', '000기기 충전 지원'등의 문구에 현혹되어선 안되고 제품에 적용된 규격이나 세부적인 스펙을 꼭 확인해보시길 바랍니다.
특히 2개 이상의 충전 포트를 갖춘 멀티 충전기의 경우, 여러 개의 포트 중 하나만 고속 충전 규격이 적용되는 경우도 있고 전체 포트의 용량을 표기하여 여러 개를 동시에 충전할 경우 고속 충전이 되지 않는 경우도 있으니 각 포트가 독립적으로 작동하는지 확인을 해야 됩니다.

예를 들어 'USB-PD 140W 5포트 멀티 충전기'라는 제품이 있다고 한다면, '하나의 포트가 100W, 나머지가 10W씩'인 제품일 수도 있고 '45W 두 개 + ~~몇개'일 수도 있습니다. 또 '60W 포트 3개 + xx W 2개"라고 한다면, 최대 140W 제품이므로 여러 개의 동시 충전 시 60W 포트 세 개가 정상 작동하지 않는 경우 등 다양한 경우의 수를 갖고 있습니다.

또한 가장 흔한 사기(?) 중 하나가 5V 3A (15W) 출력이라고 표시하면서 두 개의 포트가 각각 5V 1.5A로 작동하여 고속 충전은 커녕 사용자의 고속 화병을 유발하는 경우도 있으니 꼭꼭! 확인해보고 구매하시길 바랍니다!