QC(Quick Charge) 퀵 차지란

이 페이지에서는 AC 어댑터에서의 QC(Quick Charge) 퀵 차지에 대해 자세히 설명하고 있습니다. 스마트폰 등 소형 전자 기기에 대한 고속 충전을 가능하게 하는 편리한 충전 방식입니다.

QC(Quick Charge) 퀵차지란?

퀵차지란 이동통신 기술 및 반도체 설계 개발을 수행하는 미국 기업 퀄컴사가 독자적으로 개발한 배터리 충전 프로토콜로, 주로 전원과 통신하여 전압을 네고시에이션함으로써 USB를 통해 공급되는 전력을 관리하기 위해 사용되는 것을 의미합니다.

퀵차지는 주로 휴대전화와 같은 충전식 배터리 구동 소형 전자기기를 기본 USB 규격에서 허용하는 5.0V/2.0A를 초과하는 정격으로 충전할 수 있도록 하는 독자 기술입니다. 이러한 AC 어댑터 급속 충전 방식 분야에는 MediaTek사의 Pump Express 방식이나 Oppo사의 Voop 방식 등 다수의 기업이 자체적인 경쟁 기술을 보유하고 있습니다.

이 프로토콜은 퀄컴사의 SoC를 탑재한 휴대전화 기기를 비롯해 다양한 제조사의 급속 충전 시스템에 채택되어 있으며, 벽면 장착형 AC 어댑터나 차량용 충전기 등에서 확인할 수 있습니다. 단, 기기와 충전기 양쪽 모두가 QC 충전 방식을 지원하지 않으면 QC 충전을 수행할 수 없습니다.

QC(Quick Charge) 퀵차지의 역사

2012년, USB PD의 공식 발표

2012년, Universal Serial Bus, 즉 USB와 Wireless USB, USB On-The-Go 등의 촉진을 목적으로 설립된 비영리 단체 USB Implementers Forum(USB-IF)은 공식 발표를 통해 USB Power Delivery(USB PD) 규격이 최종 확정되었음을 알렸으며, 기기가 지원되는 USB 포트를 통해 최대 100W의 전력을 끌어낼 수 있게 되었습니다. 이 획기적인 신기술은 처음으로 Xiaomi사의 Mi Mix 3 프로토타입에 채택되어 17분 만에 1%에서 100%까지의 급속 충전을 실현했습니다.

Quick Charge 1.0 & 2.0의 등장

2013년에 개발된 Quick Charge 1.0은 퀄컴사의 모바일 SoC 시리즈인 Snapdragon 600 칩셋에만 대응했습니다. 전압은 USB(5V) 표준으로 유지되었지만, 전류는 2A로 설정되어 BC 1.2의 전류보다 약 1/3 높았습니다.

급속 충전의 새로운 표준으로 큰 인기를 끈 첫 번째 기술이 Quick Charge 2.0입니다. 이는 위 Snapdragon의 여러 버전을 지원했습니다. Quick Charge 1.0과의 주요 차이점은 전류를 최대 2A까지로 제한하고, 전압은 최대 12V까지 상승시켰다는 점입니다. 이 기술을 개발한 목적은 당시 USB와 MicroUSB 단자를 연결하는 케이블 대부분이 2.4A 이상의 전류를 지원하지 않았기 때문에 이를 해결하지 않으면 과열 사고로 이어질 위험이 있었기 때문입니다.(열 손실은 전류의 크기와 저항의 제곱에 비례합니다.) 퀄컴사는 기존과 다른 방법을 선택하여 단순히 전압만 상승시키는 방식을 채택했습니다. 그 결과 최대 전력은 최초 QC 버전에서 10W(5.0V/2.0A)였던 것에 비해, QC 2.0에서는 18W(12.0V/1.67A)가 되었습니다.

또한 Dual Charge(초기에는 Parallel Charging이라 불림)라는 옵션 기능이 도입되어, 2개의 PMIC를 사용해 전원을 두 흐름으로 분할함으로써 기기의 온도를 낮추는 조치도 이루어졌습니다.

Quick Charge 3.0의 등장

2015년에 퀄컴사는 Quick Charge 3.0을 개발했습니다. 기본적으로 Quick Charge 2.0과 유사한 기술을 활용하며, Quick Charge 3.0과 호환되는 기기를 사용해 더욱 빠른 충전을 실현할 수 있습니다.

Quick Charge 3.0에서는 INOV(Intelligent Negotiation for Optimal Voltage), 배터리 세이버, HVDCP+(High Voltage Dedicated Charging Port), 옵션 Dual Charge+가 도입되었습니다. INOV는 효율을 극대화하면서 최적의 전력 전송을 판단하는 알고리즘입니다. 배터리 세이버는 500회의 충방전 이후에도 배터리 원래 용량의 최소 80%를 유지하는 것을 목표로 합니다. 퀄컴사의 발표에 따르면 Quick Charge 3.0은 Quick Charge 2.0과 비교해 최대 4~6°C 낮은 온도, 16% 더 빠른 속도, 38% 향상된 효율을 제공하며, Quick Charge 3.0에 Dual Charge+를 사용할 경우 Quick Charge 2.0에 Dual Charge를 사용한 경우와 비교해 최대 7~8°C 낮은 온도, 27% 더 빠른 속도, 45% 향상된 효율을 제공한다고 합니다.

2750mAh 배터리를 사용한 실험에서 Quick Charge 3.0을 사용하지 않고 기존 AC 어댑터(5.0V/1.0A)를 사용할 경우 30분에 겨우 12%만 충전되었지만, Quick Charge 3.0을 사용하면 35분 만에 0%에서 80%까지 충전할 수 있었습니다. Quick Charge 3.0은 USB 타입A, USB 타입C, Micro USB 및 전용 커넥터에도 대응합니다.

Quick Charge 4.0과 4.0+의 등장

퀄컴사는 2016년 12월 Quick Charge 4.0과 Snapdragon 835를 동시에 발표했습니다.

Quick Charge 4는 HVDCP++, 옵션 Dual Charge++, INOV 3.0, Battery Saver Technologies 2를 탑재했습니다. USB 타입C와 USB PD 양쪽 사양을 모두 지원하며, AC 어댑터 또는 기기 중 한쪽이 대응하지 않을 경우 USB PD로 폴백을 지원합니다. 또한 과열, 과전압, 과전류로부터 보호하기 위한 보호 대책과 케이블 품질 감지 기능도 추가되었습니다. 퀄컴사는 Dual Charge++를 사용하는 Quick Charge 4가 Dual Charge+를 사용하는 Quick Charge 3.0과 비교해 최대 5°C 낮은 온도, 20% 더 빠른 속도, 30% 향상된 효율을 제공한다고 발표했습니다.

이후 Quick Charge 4+는 2017년 6월 1일에 발표되었습니다. 퀄컴사는 자동으로 더 낮은 온도의 전류 경로를 사용해 핫스팟을 제거함으로써 전력 공급을 최적화하는 Intelligent Thermal Balancing 등의 고급 안전 기능을 도입하여 과열, 단락, USB 타입C 커넥터 손상으로부터 보호를 실현했습니다.

UNIFIVE의 QC 충전기

컴팩트한 형태의 QC 기능 탑재 USB PD 라인업을 지속적으로 추가하고 있습니다. 시중에 유통되는 소비자용 전원과는 달리, 당사는 업무용 사용을 상정한 기준에 따라 설계하고 있습니다. 샘플이나 제품에 대해 문의 사항이 있으시면 언제든지 당사 영업 부서로 연락해 주시기 바랍니다.