C타입 폰, "충전중" 과 "고속충전중"을 비교해본 충전효율 최적화 방법!

[서론 ]

(1) 충전을 시작하다보면.....삼성/엘지C타입 폰의 경우, 화면에 "충전중" 혹은 "고속충전중" 이란 Text표시가 뜬다! 이것은 C타입 폰이 출시되면서 부터 나오기 시작했는데... 과거 5V방식으로 전세계 모든 폰이 충전을 하다가.... 미국 퀄컴사의 QC2.0 이란 칩이 나오고 부터 삼성/엘지는 물론이고 안드로이드폰 제조 업체들이 해당 IC를 스마트폰에 채용하면서 부터.. 9V방식이 생겨났고 5V와 9V겸용 삼성/엘지충전기로 충전할 때 화면상에 "고속충전중"이란 표시를 하게 된 것이다!

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퀵차저 충전기 연결시 화면에 나타나는 "고속충전중"

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애시 당초, 과거에 5V가 전세계 표준대세 였을 때엔 모든 업체들이 고속충전을 원했음에도 전압은 그대로 두고 전류만을 높이는데엔 기술적 한계가 있었다. 물론 알려지지 않은 작은업체 영원기술이라는 중소 업체가 2013년부터 5V 2.5A~3.0A의 특허기술을 가졌었고.. 삼성이나 애플 또한 이를 관심있게 조사하기까지 했던 적이 있다. 업체가 크고 적고를 떠나 기술이란... 사람이 하는 일이니.. 어떤 사람이 한분야에 기술을 오래도록 개발하는 과정에서 축적된 실험을 통해 새로운 기술적 아이디어와 남이 알지 못했던것 새로운기술을 찾느냐에 따라 다른것이 개발이기에... 사람의기술이 대기업보다 우위에 있을 수 있는 경우라 하겠으나....(혹자들이 그럼 왜 채용을 안했는지?묻는 궁굼증에 답= 당시, 특허기술에 대한 삼성/애플 그들이 원하는 것과 100%일치 하지 않은관계로.. 관심만 보이고 만 일이되었지만...) 중요한건 5V방식으로는 충전을 빠르게 하기 어려운 시대에도 사실은 5V에서 2.5A/3.0A로 전류를 높이는 기술은 있었다해도 당시 휴대폰환경과 업체의 요구(가령, 10명이 서로다른 파워성능의 노트북을 가졌다해도.. 10명 만족해야하는 성능!)즉 똑같은 효율결과가 나올 수 없었기에..성사되지 않았다.

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(2) 결국, 삼성/애플 또한 자체적으로 고속충전기술은 없었다고 할 수 있다! 이에 퀄컴이 해결사로 나섰는데.. 그 방법은 전류를 Up하는 대신에 전압을 높이는 쉬운 방법이었다. 여기서 한가지 장애는 배터리의 충전전압max가 4.2V(지금은 4.5V까지도)였는데... 이는 두개의 배터리셀을 직렬로 연결하여 장애물이 제거된셈이고.. 9V충전방식이 나온것이다. 여기서 잠깐.. 새로운기술 개발은 부품회사들이 최1선 선두주자이지 완제품을 제조 생산하는 곳이 대부분의 경우 아니다! 고속충전만큼은 퀄컴이 시작을 함과 동시에 USB3.1규격이 새로나와 결국 QC퀄컴과 USB3.1(C타입) 양대진영의 대립으로 현제에 와 있다.

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(3) 아주 오랜세월 전부터 폰 완제품제조 업체에 IC 반도체를 공급하는 칩개발 제조 회사가 전압을 9V로 높이는 칩 (충전관련 모든 환경을 control하는 충전전용 IC)의 역활을 고찰해 보면.. 우선, 외부 충전기 전원으로 부터 5v와 9v 두가지를 받는다.. 폰 배터리 잔량 0~50%사이 구간에선 9v로 고속충전을... 나머지 100%까지 구간은 폰에 내장된 배터리의 상태를 모니터링 하면서.. 점차 5v로 전환하여 충전을 한다. 이때 일반인 들이 모르고 있는것은 원래 폰에 내장된 리튬이온/리튬폴리머 배터리는 (최소 3.7~ 최대 4.2v까지를 받아 채워진다는 사실이다. 하여 외부 입력전원 9v로 받을 때는 "고속충전중"이라 표시하고.. 나머지 5v로 받을때는 "충전중"이라 표시되도록 Phone Programming 되어 있다. 해서 충전IC는 9V 와 5V를 받아 배터리에 줄때는 4.2V까지 줄여서 준다. 이때 기술적으로 보면.. 배터리 2개를 직렬로 이어서 한꺼번에 충전하는것이 (4.2V+4.2V=8.4V를 받기에 9V로 받아 충전하기 최적상태가 된다) 시간상이나 효율면에서 유리하기 때문에.. 퀄컴은 2개배터리 충전IC로 반도체를 만들어 공급하기 시작했다. 마침 폰이 진화를 거듭할 수록 배터리 용량은 예나 지금이나 계속 늘어나는 트랜드이기에 대세에 합류했다고 해석해도 된다.

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(4) 한편, 삼성의 경우 대외적인 Name Value에 걸맞은 걸 생각해 낸것이 퀄컴의 IC를 삼성폰에 내장하면서 약간의 Software측면 변형 예를 들면... 폰 화면이 켜져 있을 때는 충전전류가(5V이든 9V이든) 1.65A로 충전하던것이 갑자기 0.6A로 떨어진다. 이는 삼성에서 수정한 Adaptive Charging Technology로 결국엔 충전시간에 영향을 주게되어 그만큼 실제충전시간이 길어지는 단점이 있다. (장점=휴대폰이 켜져있는 상태에서 충전해 보았자 밑빠진 독에 물붓기일테니...배터리 소모없는상태에서만 오로지 충전에만 집중한 효과가 더 빠를수도 있을지 모른다) 충전중에 전화가 오든 인터넷 웹서핑을 하든 화면이 켜져있는동안에 충전은 전류치가 아주 많이 떨어지다보니 충전이 그만큼 길어진다. 특히 게임을 하게 될 경우 전력소비가 아주 높다보니 아무리 충전을 하면서 게임을 한들 배터리 잔량이 확 떨어지는게 눈에 보일정도가 되는것이다. 그래서 사용자들 불만이 나올 수 밖에 없다. 이런 시스템을 이제 알게 되었다면.... 어떻게 하는것이 좋을까?

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[본론]

    (A) 가장 좋은 방법은 충전중엔 되도록 화면을 켜는 일이 없는게 아무래도 충전이 빨리할 수가 있을 것이다. 한편 엘지폰이나 구글폰 기타 중국산 폰들의 경우 삼성처럼 화면을 켰을 때 충전전류가 삼성과 달리 떨어지지 않는다. 물론 그 차이가 크다고 할 수는 없겠으나 이론상으론 삼성은 0.6A일때 같은 조건이면 타사폰의 충전전류치는 (통화/게임중) 소모되는 요소를 감안하면 그냥 내버려 두었을 때가 9V 1.4A라치면... 화면켜짐상태에선 (엘지/구글폰등등) 1.1A정도로 충전이 이루어진다고 볼 때 삼성과는 거의 2배정도 차이진다. 그렇다고 충전중에 계속해서 화면을 켜놓고 있을 사람은 없을 터! 고작 전화가 오거나 잠깐 문자 확인정도의 짧은 시간이라 생각하면.. 결국 전체 시간 길이에선 삼성과 엘지폰(엘지폰=퀄컴칩내용 변경없이 그대로 채용했기에...삼성과 달리 화면켜져있는 상태에서도 전류치 줄지않고 충전이 이루어질 것이다.) 의 차이가 그리 크진 않을 것이다. 여기서 일단 정리하면.... "충전중" 혹은 "고속충전중"으로 폰에서 알리는 의미란... 사용자에게 충전하는 속도면에서 그냥 충전중과 고속충전중의 어원의 차이로 일반속도충전=충전중, 빠른속도충전=고속충전중 이란의미로 알리는 것외에도...... 아는사람 입장에선 5V로 충전중인것이 "충전중" 9V로 충전중="고속충전중" 이란 의미로 해석도 된다! 한편, 전압 못지않게 전류 또한 충전속도를 가늠할 때 중요하다! 그렇다고해서 5V상의 전류가 아주 높고 9V충전의 전류는 아주 낮다는 걸 가정해서 어느게 세냐?고 물으신다면.... 답변은 아무래도 "라이트급과 헤비급의 권투와 비슷하다"라고 할 수 밖에 없다. 그 말인 즉 전류의 차이가 아주 크지 않다는 가정하에 헤비급인 9V방식에 점수를 더 준다는게 기술적 이론이다! 이런류의 논쟁보다 기술자들이 아닌 일반인들에게 더 없이 중요한 것은,

​     (B) 과연 어떻게 충전하는 방법이 최적인가? 일 것이다. 여기서 우리가 배운점은 충전하는 동안만큼은 되도록 그대로 내버려 두는것이 지름길이라는 점인데.... 충전할 시간의 그리 많지않거나.. 외부에서 연락올 일을 포기해도 좋을정도라면.. 가능한 폰을 Sleep mode가 아닌 폰전원-완전끄기를 해 놓고 자신이 허용하는 일정시간동안 꺼놓고 충전한다면.. 켜놓고 충전하는 것 보다 거의 1.5배 더 빠르게 충전할 수 있게 되는것인데.. 어찌하여 0.5배씩 더 차이가 나느냐고 물으신다면.. 켜놓고 충전하더라도 폰내에서의 전력소모는 계속 이루어진다는 사실이다. 화면이 꺼진상태로 가만히 내버려 두기만해도 내 전화번호의 전파신호와 매칭하여 Telephone call을 인식하고 연결하기 위하여 폰은 항상깨어있다. 깨어 있다는 말은 곧 에너지가 소비되고 있다는 의미이다. RF신호를 Searching할 때 중계소와 전파의 세기가 약한 곳에선 더 전력소모가 크다. 강한곳에선 덜하고.. RF신호 뿐만이랴! 내 폰에 깔려있는 각종 앱들 또한 인터넷과 연동하여 메시지를 전하고 알리며 늘 깨어 활동한다. 즉 앱 이 많을 수록 또한 그 앱 설정을 알림신호 On으로 해 놓거나 그런 앱이 많을 수록 내 폰의 배터리는 쉽고 빠르게 닳는다는 사실을 이젠 알아야 한다! 그 외에 배터리를 많이 그리고 빠르게 움츠러 들게 하는 요인은 LCD화면(지금은 OLED)의 밝기 조절이 밝게 되어있을 때.. 다른 요인들 보다도 비교적 더 많이 영향을 주고 빨리 %가 줄어든다. 다행히 삼성이나 애플이나 엘지 그외의 모든 제조사들 경쟁이 어떻게 하면 배터리를 오래갈 수 있게 만드느냐에 촛점을 맞추고 있는 트랜드에서 낮과 밤에 화면을 달리하여 검정바탕화면을 구현함으로 해서 그만큼 배터리 소모를 적게 하는 묘안도 나온것이다. 물론, 사용자들에게 더 또렷한 글씨와 눈의 피로를 덜어준다는 의미도 있고 보면.. 일석 이조인셈이며.. 폰 제조사와 사용자의 욕구에 부합하는 것으로 이해관계가 맞아 떨어졌다고 생각된다.

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야간모드에선 유해한 블루라이트의 감소로....눈의 피로가 덜하다

삼성갤노트10 야간모드에서는 주간모드 보다 전력소모가 적어진다

야간 모드 블랙바탕화면은 전력소모가 작아서 오랜사용면에서 유리하다.

(C) 사실 폰에 내장된 배터리입장에서 "고속충전중"의 의미는 그리 탐탁하지 않고 불편하다! 그 이유는 작은 전류 즉 되도록 천천히 느린충전이 부담이 덜하여 배터리 수명이 오래간다. (10여년전 배터리 한 분야에서 오랜동안 종사한 전문가로 부터 들은 말은.... 100mA (0.1A)~300mA(0.3A) 정도 범위로 오래 걸리는 충전이 배터리 수명에서 더 유리하고 오래간다!였다) 이는 요즘 인간세상에서의 70세 이상= 청년 노인 100세정도래야 =인정받는 늙은노인 !! 이라 할 수 있는거와 비슷하다. 허나 여기서 검찰이나 법원이 면제부를 주는 핑게는 단순하다. " 휴대폰 세계에서 새모델로의 교환주기가 2년에서 고작 3년 사이인데.. 수명이 뭔 중요한 대수리냐?"라고 물으신다면... 그저 말문이 막힌다! 할 말이 없어지는것이다. 허나 우리가 배운 1가지= "고속충전이란 의미는 배터리 수명을 단축시킨다기 보다 효율이 더 낮아진다고 해석하는 것이 맞다! 즉 폰 사용후 1년지나는 시점에 보통은 처음 폰을 샀을 때 보다 약 70%로 30%가량 효율이 줄어든다고 보아야 한다! 그렇다면.. 수없이 많은 횟수로 고속충전이 자주 일어나는 1년의 효율은 70% 아래로 떨어질 수가 있다. 결국 사용자 입장에선 "충전중" 도 싫지만 않은 조건이라고 해야 옳지 않을까? 효율차이가 있다면.. 그나마 위로를 받을 터이니.....

​(D) 4~5년전 쯤 아이폰에서 시작한 교환불가 (붙박이 고정 type) 배터리 휴대폰 모델이 계속나오면서 대세로 굳어진건, 삼성 이나 엘지도 따라하기를 했기 때문이다. 사용자 입장에서야 배터리 교환되는 스마트폰이 더 낫다. 배터리 수명문제가 교환방식의 폰 모델에서 더 이슈가 된다고 본다. 그러나 교환불가의 폰들은 더 얇고 더 가벼우며 오히려 배터리 용량을 키우는 점에선 긍정적평가가 나올 수 있겠다. 하지만... 배터리만 놓고 볼 때 제조 생산면에서 이상이 없어도 사용자들이 사용하는 과정에서 배터리가 기형으로 태어난걸 속수무책으로 그저 바라만 보다가...눈물글썽일 수 있는 일도 흔치않지만 있다. 그것은 배터리특성상 적은 수라 할지라도 잘못 걸리면.. 별로 기본 능력 미달인 하자배터리가 폰에 내장되는 일이 있을 수 있기 때문이다. AS를 받을 때도 물론이고.. 배터리 교환이 안되는 지금의 스마트폰은 배터리 문제에선 사용자의 너그러운 마음이 자유롭지가 않다.

큰 비용이 드는 것은 물론이고 한번 멀쩡한 폰을 배터리 때문에 뜯었다 다시 조립하게 되면.. 아무래도 유격이 생기고 처음 샀을 때 만큼 좋은 일이 아니다. 이는 마치 새차를 샀는데... 다른 사람꺼는 이상이 없는데... 내차만 수십번 AS 수리를 해도 문제의 원인조차 모르는 고장을 경험하는 뉴스에서 그래도 자주 보는 일이 내게도 닥칠 수 있는 불공평하고 믿음이 안가는 일이기도 하다.

이런 사실을 기반으로 우리가 "충전중" "고속충전중"의 의미를 더 한번 새겨 보고 어떻게 대처하는 것이 좋을 것인가 생각해 보자! 꼭 "고속충전중" 이 "충전중" 보다 더 좋은건 아니란 점이다. 하긴...... 0~100%까지 완충하는데 걸리는 전체 시간을 비교해 보면.... "충전중" 한가지로만 충전하는 것과 "고속충전중"이란 또 다른 1방법으로만 충전을 견주어 볼때 걸리는 시간은 똑같다. 왜 그럴까? 이는 처음부터 끝까지 비례하여 충전이 되지 않기 때문으로.. 0~50%까지= Real fastest charge 실제 고속충전이고.. 이후 ~80% 까지는 normal level로 일반속도 충전! 이후 마지막 100%까지의 20%=배터리 보호모드로 폰이나 태블릿 Charge System 이 고정되어 있기 때문이다. 앞에서 아무리 "고속충전중"이 빨라도.... 나중에 마라톤이나 단거리 육상 혹은 스피드-스케이트 경기를 보다보면.... 초반에 힘을 잘 조절하여 여분을 저축하고 있다가 마지막 퍼트의 거리 구간에서 저축한 돈을 풀어서 효부를 보는 선수가 1등이 되는거와 무엇이 다를까?

​(E) 이후 글= 앞으로 계속 채워 나가겠습니다. 유익한 정보를 원하신다면.. 앞으로도 자주 방문해 주시길....

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