QC(Quick Charge)퀵차지란

이 페이지에서는 AC 어댑터에서의 QC(Quick Charge) 퀵차지에 대해 자세히 설명하고 있습니다. 스마트폰 등의 소형 전자 기기에 빠른 충전을 가능하게 하는 편리한 충전 방식입니다.

QC(Quick Charge)퀵 차지란?

퀵 차지란, 이동통신 기술 및 반도체 설계를 개발하는 미국 기업 퀄컴이 독자적으로 개발한 배터리 충전 프로토콜로, 주로 전원과 통신하여 전압을 협상함으로써 USB를 통해 공급되는 전력을 관리하는 데 사용되는 기술을 말합니다.

퀵 차지는 주로 휴대전화 등 충전식 배터리로 구동되는 소형 전자기기를 기본적인 USB 규격에서 인정된 5.0V/2.0A를 초과하는 정격으로 충전할 수 있도록 하는 독자 기술입니다. 이와 같은 AC 어댑터의 고속 충전 방식 분야에는 MediaTek사의 Pump Express 방식이나 Oppo사의 Vooc 방식 등, 많은 기업이 고유의 경쟁 기술을 보유하고 있습니다.

이 프로토콜은 퀄컴의 SoC를 탑재한 모바일 기기를 비롯해 다양한 제조사의 고속 충전 시스템에도 채택되고 있으며, 벽걸이형 AC 어댑터나 차량용 충전기 등에서 볼 수 있습니다. 단, 기기와 충전기 모두가 QC 충전 방식을 지원하지 않으면 QC 충전은 사용할 수 없습니다.

QC(Quick Charge)퀵 차지의 역사

2012년, USB PD 공식 발표

2012년, 유니버설 시리얼 버스(USB) 및 무선 USB, USB On-The-Go 등을 촉진하기 위해 설립된 비영리 단체 USB Implementers Forum(USB-IF)은 공식 발표를 통해 USB Power Delivery(USB PD) 규격의 최종 확정을 발표하였으며, 기기가 지원하는 USB 포트를 통해 최대 100W의 전력을 인출할 수 있게 되었습니다. 이 혁신적인 신기술은 처음으로 Xiaomi의 Mi Mix 3 프로토타입에 채택되어, 17분 만에 1%에서 100%까지의 고속 충전을 실현하였습니다.

Quick Charge 1.0＆2.0 등장

2013년에 개발된 Quick Charge 1.0은 퀄컴의 모바일 SoC 시리즈인 스냅드래곤 600 칩셋에만 대응했습니다. 전압은 USB(5V) 표준을 유지하였으나, 전류는 2A로 설정되어 BC 1.2의 전류보다 약 1/3 더 높게 설정되었습니다.

고속 충전의 새로운 표준으로 큰 인기를 끌게 된 것이 Quick Charge 2.0입니다. 이 버전은 위의 스냅드래곤의 다양한 버전을 지원하였습니다. Quick Charge 1.0과의 주요 차이점은 전류를 최대 2A로 제한하면서도 전압은 최대 12V까지 상승시켰다는 점입니다. 이 기술의 개발 목적은 당시 USB 및 MicroUSB 단자를 연결하는 케이블 대부분이 2.4A 이상의 전류에 대응하지 못해 과열 사고로 이어질 위험이 있었기 때문입니다(열 손실은 전류의 크기와 저항 제곱에 비례). 퀄컴은 이에 대응하기 위해 별도의 방식으로 전압만 상승시키는 방법을 선택한 것입니다. 결과적으로 최대 전력은 초기 QC 버전이 10W(5.0V/2.0A)였던 데 반해, QC 2.0은 18W(12.0V/1.67A)가 되었습니다.

또한, Dual Charge(초기에는 Parallel Charging이라 불림)라 불리는 옵션 기능이 도입되어, 2개의 PMIC를 사용하여 전원을 2개로 나누어 기기의 온도를 낮추는 조치도 함께 도입되었습니다.

Quick Charge 3.0 등장

2015년 퀄컴은 Quick Charge 3.0을 개발하였습니다. 기본적으로는 Quick Charge 2.0과 유사한 기술을 활용하였으며, Quick Charge 3.0과 호환되는 기기를 사용하여 더 빠른 충전을 실현할 수 있습니다.

Quick Charge 3.0에서는 INOV(Intelligent Negotiation for Optimal Voltage), 배터리 세이버, HVDCP+(High Voltage Dedicated Charging Port), 옵션 기능인 Dual Charge+가 도입되었습니다. INOV는 효율을 극대화하면서 최적의 전력 전달을 결정하는 알고리즘입니다. 배터리 세이버는 500회 충방전 후에도 배터리의 원래 충전 용량의 최소 80%를 유지하는 것을 목표로 하고 있습니다. 퀄컴의 발표에 따르면, Quick Charge 3.0은 Quick Charge 2.0에 비해 최대 4~6℃ 온도를 낮추고, 16% 충전 속도 향상, 38% 효율 향상을 실현하며, Dual Charge+를 사용하는 경우는 Quick Charge 2.0의 Dual Charge에 비해 최대 7~8℃ 온도 감소, 27% 속도 향상, 45% 효율 향상이 이루어졌다고 합니다.

2750mAh 배터리를 이용한 실험에서는 Quick Charge 3.0을 사용하지 않고 일반 AC 어댑터(5.0V/1.0A)를 사용했을 경우 30분에 겨우 12% 충전되었지만, Quick Charge 3.0을 사용하면 기기를 35분만에 0%에서 80%까지 충전할 수 있었습니다. Quick Charge 3.0은 USB 타입 A, USB 타입 C, Micro USB, 전용 커넥터 등도 지원합니다.

Quick Charge 4.0 및 4.0+ 등장

퀄컴은 2016년 12월 Quick Charge 4.0과 스냅드래곤 835를 동시에 발표하였습니다.

Quick Charge 4는 HVDCP++ 및 옵션인 Dual Charge++ 외에도 INOV 3.0, Battery Saver Technologies 2를 탑재하였습니다. USB 타입 C와 USB PD 사양 모두를 지원하며, AC 어댑터 또는 기기 측이 대응하지 않을 경우 USB PD로 폴백할 수 있도록 설계되어 있습니다. 추가로, 과열, 과전압, 과전류로부터 기기를 보호하기 위한 보호 설계나, 케이블 품질 감지 기능도 탑재되어 있습니다. 퀄컴의 발표에 따르면, Dual Charge++를 사용하는 Quick Charge 4는 Dual Charge+를 사용하는 Quick Charge 3.0과 비교해 최대 5℃ 낮은 온도, 20% 더 높은 속도, 30% 더 높은 효율이 실현되었다고 합니다.

뒤이어 Quick Charge 4+는 2017년 6월 1일 발표되었습니다. 퀄컴은 자율적으로 온도가 더 낮은 전류 경로를 사용하고 열점(Hot Spot)을 제거하여 전력 전달을 최적화하는 Intelligent Thermal Balancing 등의 고급 안전 기능을 도입하여 과열이나 단락, USB 타입 C 커넥터 손상으로부터 보호할 수 있도록 하였습니다.

유니파이브의 QC 충전기

컴팩트한 형상의 QC 기능 포함 USB PD 라인업을 계속 추가하고 있습니다. 시중에서 판매되고 있는 일반 소비자용 전원 제품과는 달리, 당사는 업무용 사용을 상정한 기준으로 설계되어 있습니다. 샘플이나 제품 관련 문의 사항이 있으시면, 언제든지 영업 담당자에게 문의해 주시기 바랍니다.