최근에 배터리 고속충전에 관심이 많아져서 이런저런 것들을 공부하면서 몇 가지 포스팅을 했습니다. 오늘은 직접 여러가지 충전기 어댑터와 케이블을 조건을 바꿔가면서 고속충전 실험해본 내용 올려드립니다.
저는 아직 갤럭시 S10을 사용하고 있는데, 갤럭시 S10은 고속충전 기술 관점에서는 구사양이라 딱 15W 까지만 지원이 됩니다. 최신 기종은 전부 25W 기본 지원에 일부 45W 까지 지원하기도 하거든요.
그래서 사실 있는 충전기로 써도 상관은 없는데, 스마트폰 바꿀 것까지 고려해서 보다 높은 속도의 충전기를 하나 장만했습니다.
45W 충전기
65W 짜리도 보이길래 살짝 욕심이 났으나 아직은 시기상조인 듯 해서 45W 중에서 골랐습니다. 상품평이 많지는 않았는데, 2만원 안되는 제품중에 이정도면 가성비가 우수하다고 생각되었습니다.
스펙도 보면 PD와 PPS를 모두 지원하고요.
<정격출력 스펙>
| 모드 | 전압(V) | 전류(A) | 전력(W) |
| PD | 5 | 3 | 15 |
| 9 | 3 | 27 | |
| 12 | 3 | 36 | |
| 15 | 3 | 45 | |
| 20 | 2.25 | 45 | |
| PPS | 5~11 | 4.05 | 45 |
PD, PPS 개념에 대해서는 위에 링크해드린 갤럭시 고속충전 지원사양 글에서 적어놨으니 참고하시면 됩니다.
간단히 다시 한 번 말씀 드리자면 PD는 USB 케이블 충전 방식에서 전압을 높여서 고속충전을 하는 기술이고, PPS는 다이나믹 전압 가변으로 보다 안정적이고 빠르게 개선한 기술입니다.
최대 45W 충전속도인데 PD와 PPS까지 모두 지원하는 점도 마음에 드는 제품이었습니다.
충전기 어댑터는 기존에 쓰던 저사양 제품들에 비하면 크고 묵직한 편이고요. 심플한 디자인으로 생겼습니다. 충전이 연결되면 푸른색 LED에 점등이 됩니다.
충전 케이블은 USB C-to-C type으로 들어있고 길이는 1미터 입니다. 보기에 그리 길어보이진 않는데 침대 머리맡이나 사무실 책상 같은데서 사용하는데는 불편함이 없는 수준입니다.
케이블이 딱 만져보면 뭔가 뻣뻣하고 두툼한 느낌이 들더라고요. 오늘 얘기하려는 것도 바로 이 케이블에 관한 내용인데요.
최신 고속충전 기술들은 주로 전압의 승압으로 높은 전력효율을 달성하는 것입니다. 하지만 전류도 어느정도 높여주기 때문에 기존 케이블보다는 배선의 지름이나 개수가 늘어나야만 발열을 방지할 수가 있겠죠.
그래서 고속충전을 하실거면 어댑터 사양과 스마트폰에서 지원하는 여부를 떠나서 케이블 자체도 고속충전을 지원하는 것으로 연결해주어야 제대로 충전이 됩니다. 이 부분을 아래에서 실험해 보겠습니다.
충전 실험
먼저 가지고 있는 충전 케이블 4가지를 준비했습니다.
① 새로 구입한 45W 충전기에 동봉된 C-to-C 케이블
② 집에 있던 USB A-to-C 케이블 (굵은 것)
③ 집에 있던 USB A-to-C 케이블 (얇은 것)
④ 집에 있던 USB A-to-C 케이블 (은색)
어댑터는 9V / 1.67A (15W) , 5V / 2A (10W) 를 지원하는 구형 삼성 충전기, 그리고 이번에 구입한 45W USB-PD 충전기입니다.
케이블 비교
먼저 구형 어댑터에 USB A-to-C 케이블들을 번갈아 끼워가며 충전속도를 비교해 보았습니다.
- 굵은 것 : 고속충전 표시 뜸
- 얇은 것 : 일반충전으로만 뜸
- 은색 : 고속충전 됐다가 일반보다도 느리게 뜨다가 오락가락
갤럭시 S10+ 배터리 용량이 4000mAh 인데요. 정격전압 3.85V라고 하고 Wh로 환산을 하면 4 X 3.85 = 15.4Wh 입니다. 이론상으로 15.4W로 충전하면 얼추 딱 한시간이 걸린다는 것이지요.
배터리 잔량 40%인 상태에서 일반/고속 충전을 했을 경우입니다. (충전필요 2400mAh = 9.24Wh)
- 일반충전시 1시간 29분 (1.5h) ▶ 9.24 / 1.5 = 6.16W 충전속도
- 고속충전시 1시간 12분 (1.2h) ▶ 9.24 / 1.2 = 7.7W 충전속도
스마트폰에 고속충전이라고 뜨더라도 남은 배터리 용량과 충전예상 시간으로 고속충전 속도를 계산해 보면 10W도 안나옵니다. 그 이유는 배터리가 완충에 가까워지면 보호가기 위해 충전 속도를 떨어뜨려서 시간이 더 오래 걸리기 때문입니다.
여기서 한가지 특이한 점은, 굵은 케이블을 연결하면 고속충전 표시가 뜨는데 얇은 케이블을 연결하면 일반 충전으로만 나타났습니다. 즉 케이블에 따라서도 고속충전 지원 여부가 결정된다는 증거입니다.
그 다음 새로 구입한 45W 충전기와 케이블로 연결을 해보았는데, 역시 고속충전 시간만 동일하게 나타났습니다. 아무리 고사양 충전기와 케이블을 연결하더라도 기기에서 최대로 지원하는 속도까지만 충전이 가능합니다.
배터리 보호
이번에는 설정에서 배터리 보호를 키고 실험해 보았습니다. 갤럭시 스마트폰엔 배터리 보호와 수명을 늘리기 위한 기능이 있는데요. 이걸 켜시면 배터리가 85%까지만 충전됩니다. 사용 시간을 줄어들지만 충전은 빠르게, 수명은 오래 사용할 수 있습니다.
설정 > 배터리 및 디바이스 케어 > 배터리 > 기타 배터리 설정 들어가셔서 설정하실 수 있습니다.
배터리 잔량이 1%인 상태에서 보호 기능을 각각 켰을때와 껐을 때 고속충전 시간을 비교했습니다. (계산 편의를 위해 분을 시간 단위로 환산한 수치입니다.)
- 배터리 보호 ON : 1.15시간 후 완충 84% = 12.936Wh, 12.936/1.15 = 11.25W
- 배터리 보호 OFF : 1.73시간 후 완충 99% = 15.246Wh, 15.246/1.73 = 8.81W
배터리 보호를 켰을 땐 충전속도가 11.25W로 계산되고 껐을 때는 8.81W로 계산되었습니다.
위 결과를 보면 85%까지 충전하는데 걸리는 시간에 비해 85% 이후의 완충까지 걸리는 시간이 매우 오래 걸림을 알 수 있습니다. 따라서 시간이 많이 않다면 굳이 완충하지 말고 적당히 속도가 빠른 구간에서 충전해서 사용하는 것이 더 효율적입니다.
동일한 실험을 초고속 충전 (25W)을 지원하는 갤럭시 S20으로도 해보았습니다. 중간 계산과정은 생략하고, 충전속도 결과로만 정리해서 보여드릴게요.
18.74Wh 배터리 용량인 S20의 잔량이 45%남았을 때 기준으로 한 실험입니다.
| 배터리 | 고속 (15W) | 초고속 (25W) |
| 보호 ON | 7.03W | 19.55W |
| 보호 OFF | 5.95W | 13.74W |
마찬가지로 이번에 구입한 45W 충전기를 꼽았지만 거기까지 나오진 않고 초고속 충전 지원하는 25W 선에서 이루어지는 것으로 보입니다. 아마 완전 방전에서 50% 충전까지의 시간을 계산하면 초고속충전 25W에 근접하게 나올 텐데요. 85% 까지 충전하더라도 점차 느려지는 구간이기 때문에 속도가 저하되어 계산됩니다.
젠더
다음으로 USB A-to-C 타입 케이블에 젠더를 연결해서 C-to-C 처럼 꼽아 보았는데요.
아까 고속충전은 제대로 동작했던 굵은 케이블이지만, 이렇게 연결하니 일반 충전 속도로 확 저하되는 모습입니다. 즉 아무 젠더나 꼽으면 충전 전달에 있어서 지원은 안되는 듯 합니다.
결론을 내보자면,
- 기기에서 지원하는 충전속도 사양까지만 할 수 있다.
- 어댑터가 고사양이더라도 케이블까지 받쳐줘야 고속충전이 된다.
- 완충보다는 배터리보호 기능으로 85% 하는게 속도 효율이 빠르다.
이정도가 되겠습니다.
지금까지 갤럭시 스마트폰과 여러가지 충전 어댑터 케이블을 조합해서 충전속도 실험을 해보았습니다.
보통 배터리 용량에만 초점이 맞춰져 있지 충전속도 관련해서 자세한 스펙이 공개되지가 않거든요. 배터리 정격전압도 상품 상세페이지에도 없어서 직접 구글링해서 찾았을 정도입니다.
요즘 중국 스마트폰은 10분만에 완충하는 등 초초초 고속 충전 기술이 많이 탑재되어 나오는데요. 갤럭시나 아이폰의 향후 충전사양도 궁금해집니다.
