[휴대폰/패드 충전] 아이폰, 늦게 충전되는 문제를 둘러싼 충전기/케이블 이해

 수많은 전자 기기를 USB로 충전하고, 그에 따른 여러가지 기술이 범람하면서, 왜 충전이 어떤 경우는 잘 되다가 느리게도 되는지, 안되는지 등등에 대한 의구심이 가득해질때가 있다. 특히나 애플 기기의 경우 정품 충전기/케이블이 고가이다보니 여러 충전기나 케이블을 별도 구매해서 쓰다가 다양한 상황을 만나게 된다. 오늘은 그래서 우리가 잘 모를 경우 매일 조금씩 손해를 볼 수 있는 이 아이폰 충전 문제에 대해 알아보자. 애플 아이폰, 아이패드를 중심에서 적었지만 다른 usb활용 충전도 도움이 될것이다.

 우선 학생 때 배웠던 전력 = 전압 * 전류 공식을 우선 기억하자. 대개의 USB충전은 5V기준이므로, 이 기기가 1A의 전류를 보낼 수 있다면

5W = 5V * 1A

의 충전기가 되고, 충전기 외관 어딘가에 명기되게 된다. 이 표기된 전력이 높으면 더 큰 힘을 공급하므로, 더 빠르게 충전되지만 케이블이나 충전기가 더 비싸진다. 그 전류를 견뎌야 하기 때문에 소재나 부품이 더 강해야 하기 때문이다.

ㅇUSB 커넥터 및 방식 별 전력 지원

주요 USB 커넥터

   USB-A, USB Micro, USB-C 정도가 익숙할 것이다. 여기서는 USB-A와 USB-C를 자세히 살펴보자. 그리고 거의 모든 USB케이블이 더 고속의 전송과 높은 충전 용량을 지닌 USB-C로 옮겨가고 있는것 정도는 참고해두자. 다만 커넥터 모양과 USB의 스펙은 좀 다르다는 것은 알아두자. 위 그림은 커넥터의 모양이고, 이 커넥터를 통해 서비스되는 USB 버전별 스펙은 아래에서 확인할 수 있다.

usb 지원 버전별 색구분, sweetwater.com발췌

 이 USB 버전이라는 것이 각기 오래전부터 발전해왔으며, 재미있게도 커넥터에 버전별 색 구분을 해놓아서 일부 인지도 가능하다. 그리고 그 버전별 주요 지원 전력은 아래와 같이 변해왔다.

USB 버전별 전력지원, rohm.co.kr 발췌

 여기서 알아두어야 할 것은 흰색/검은색의 USB 2.0은 원래는 2.5W가 한계고(5V, 0.5A), 파란색 USB 3.0도 4.5W(5V, 0.9A)수준에 그쳤었다는 점이다. 그러나, USB 2.0에서는 전력확장이 가능해서 2A이상 지원을 통해 10W전후도 지원은 되고 인터넷 문건상에서는 20W도 가능하다고 되어 있다. 하지만 그 이상은 잘 다루지 않는다. 생각해보면 그 얇은 USB 케이블에 고전력을 흘리면 위험해질 수도 있겠다는 생각도 든다. 스펙상의 이슈보다는 원래 케이블들에 요구했던 전력 사항보다 현대에서는 더 많은 전력을 집어넣게 된 것이어서, 오히려 케이블들 보호하기 위해 고전력을 지원하지 않는것으로 보인다. 여하튼 USB-A계열의 충전기와 충전 케이블들은 그래서 10W 전후가 대부분이다. (USB-A타잎이 연결된 케이블은 최대 3A지원의 케이블만 본 적이 있다.)

 여하튼 이러한 전력 제약을 넘어 더 빠른 충전을 위해 USB-C부터는 7.5W (1.5A), 15W(3A)를 넘게 지원할 수 있게 되었고, 해당 USB-C 케이블을 통해 휴대폰/충전기가 USB-PD(PowerDelivery)가 지원되면 100W(20V, 5A)까지 사용할 수 있다. 주의할 점은 USB-C케이블이 감당하는 만큼만 전력 지원이 되는 것은 또다른 제약이라는 점이다. 즉 USB-C 케이블 중 100W를 지원하는 정도의 좋은 소재로 된 케이블이어야 100W까지 쓸 수 있다. 시중의 USB-C 케이블은 20W급이 대부분이다.

 이 너무 갑자기 소개해버린 USB-PD라는 스펙은 100W까지의 충전을 지원하는 USB의 별도의 스펙이라고 볼 수 있다. 모든 USB-C케이블은 기기간 USB-PD 통신을 지원할 수 있다고 알려져있는데, 그럼에도 앞서 밝혔듯이 별도로 케이블의 전력 용량도 버텨줘야 한다. 아이폰8이상은 라이트닝 케이블이라고 해도 이 USB-PD(20W수준)가 지원된다.

 기타 QC2.0이나 QC3.0 등 퀄컴 고속충전 스펙도 있으나 이들은 아이폰과 상관없다. 아이폰 입장에서는 USB-A타잎중 하나 정도로 간주되면 된다.

ㅇ이제 케이블과 같이 정리를 해보자.

1) USB-A 타잎의 케이블과 충전기는 대략 10W전후의 충전만 가능하다. 따라서 대부분 USB-A 타잎으로 시작하는 충전 케이블은 그 이상을 기대하지 말자. 이제 슬슬 이런 녀석은 대용량 배터리를 채용한 아이패드나 고용량 아이폰에는 사용을 줄여야 한다. 아래가 이런 케이블 제품이다. 충전기도 USB-A Type을 사서 장착하는 형태이다.

USB-A type의 충전기에 꼽아 사용하는 라이트닝 케이블, 10W 정도 가능하다

2) USB-C 타잎의 케이블은 훨씬 더 대용량의 충전이 가능한데 USB-PD 스펙을 지원하고 충전기/케이블만 용량이 크다면 최대 100W까지 충전이 가능하다. 이 USB-C에서 시작되는 충전을 별도 테스터로 가만히 보고 있으면 전압을 5V에서 더 초과로 올려서 충전하는 것을 볼 수 있다. 아이폰8이상부터 대략 20W정도의 충전이 지원된다(USB-PD가 지원되는 충전기와 케이블이어야 한다.).

USB-C type의 충전기에 꼽아 사용하는 라이트닝 케이블, 대개 20W정도 가능하다(아이폰)

3) 하지만 100W 충전은 일반 아이패드 등도 하지 않는다. 아이폰은 20W, 맥북이 60W, 아이패드는 그 사이 어딘가에 충전된다. 이 부분은 기기의 지원이나 보유한 충전기의 지원을 잘 살펴보아야 한다. 그러나 역시 이 모든 것은 USB-C에서 시작된다고 볼 수 있다. USB-C는 고전력과 USB-PD지원 모두와 깊게 연결되어 있다.

 이것도 저것도 헷갈리면, USB-C를 지원하는 충전기를 가급적 구매하고, 대부분의 아이폰이 USB-PD스펙을 통해 20W정도의 충전이 가능하며 그 이상의 기기(아이패드, 맥북)는 더 큰 전력의 충전이 가능하다고 기억하고 있으면 되겠다.

 가장 충전이 늦게되는 안타까운 상황은 USB-C가 들어가는 애플기기에 USB-A타잎의 충전기를 연결해서 쓰는 경우다. 이 경우는 위 설명대로 USB-C+USB-PD의 스펙을 사용하지 못하고 전력도 약하므로, 기나긴 충전 시간을 각오해야 한다. USB-A 타잎의 충전기는 전력소비가 작은 아이폰(10W이하로도 충분한)에나 연결해서 쓰도록 하자. 대용량 배터리가 채용된 최근 아이폰이나 아이패드, 맥북 등은 충전 케이블이 해당 기기의 최대 전력 용량을 잘 지원하면서도 USB-PD스펙을 지원하는 케이블/충전기를 써야한다.

 왜 그리 맥북용 60W USB-C to USB-C 케이블은 두꺼웠던가 의아했었는데, 그 이유가 있었던 것이다.