갤럭시탭 스마트폰 아이폰 아이패드 충전기회로, 충전기분해, 충전원리, 충전기 자작

스마트폰, 갤럭시 탭, 아이폰·아이패드의

충전 원리·방식과 USB 충전 회로(?) 자작

 

 

 

 

보통 스마트폰은 별도로 전원 공급 단자 없이 Micro USB 포트로 전원을 공급받아 충전한다.
그래서 집에 굴러다니는 각종 5V짜리 어댑터를 USB 연장선에 연결해 USB 충전 어댑터로 쓰다가 알게 된 사실.

바로,
번들 어댑터로 충전하게 되면 당연하게도 정상적으로 충전되는 반면,

USB의 4개 단자(즉 5V, GND, Data+, Data-) 중 5V와 GND만 연결하면

스마트폰은 컴퓨터와 연결된 걸로 인식해서 어댑터가 1A짜리든 2A짜리든

무조건 500mA 이하만 공급받아 느리게 충전된다는 거.

즉, 스마트폰 입장에서 5V와 GND만 연결하면

-> "어? 컴퓨터에 연결했네?
-> 무시하고 막 1A씩 끌어다 쓰면 컴퓨터 메인보드가 망가지겠지?
-> 500mA만 써야지."
라고 판단하는 것. USB 규격은 500mA니까.

그런데

그런데 어차피 일반적인 어댑터에 연결해도 스마트폰 내부의 IC 회로 때문에 해당 어댑터가 공급할 수 있는 최대 전류보다 덜 공급받는 거 같은데, 왜 이렇게 해 놨는지 모르겠다.

설마 진짜로 최대 1.5A를 소모하는 스마트폰이라면, 500mA짜리 어댑터에 꽂아도 "나랑 연결된 어댑터가 몇A짜리 어댑터인지 내가 어떻게 알아?" 하면서 1.5A씩 막 끌어다 쓰는 거야?? 그런 거야??

처음엔 정말 황당하고 당혹스러웠다.
실제로 본인이 일반 5V 어댑터에 USB 연장선을 달아 쓰니(5V와 GND만 연결한 채로) 번들 어댑터를 쓴 거보다 충전이 느리게 되면서, 동영상을 본다든가 하면 충전이 되기는커녕 오히려 방전되는 거 아닌가??

 

어댑터가 말썽인가 싶었는데 집에 굴러다니는 다른 1.2A짜리를 쓰나 1.5A짜리를 쓰나 2A짜리를 쓰나 결과는 똑같았다.

뭐지?? 어떻게 된 건지 황당하기 짝이 없었다. 이뭐병-_-;
(※시중에 판매하는 멀티 젠더를 쓰는 휴대용 보조 배터리의 충전 속도가 번들 어댑터보다 느린 거도 이 때문인 거 같다.)


이는 갤럭시 탭과 아이폰·아이패드도 마찬가지.

5V와 GND만 연결되면 컴퓨터와 연결된 걸로 보고 (컴퓨터 메인보드를 보호한다는 명분으로) 메인보드가 USB포트에 설령 3A를 공급할 수 있어도 500mA 이하로만 전류를 공급받아 충전하게 되며,

 

 

갤럭시 탭은 ' Χ '표시를 띄우고( Χ 표시가 뜨면 무조건 느리게 충전됨),

 

아이폰은 "충전 중이 아님" 표시가 뜬다고 한다(느리게 충전된다더군).

 

원인을 알아보니,

번들 어댑터나 시중에 파는 USB 충전기를 쓰지 않고 일반 어댑터를 직접 개조해서 쓴다면 5V와 GND만 연결해서는 안 되고, 추가적인 작업이 필요하단다.

그 방법은,
① 보통스마트폰은 USB 단자쪽 Data+ 와 Data- 쇼트시켜줘야 하며,
② 갤럭시 탭은 Data+, Data-에 1.2V를 공급시켜야 하고,
③ 아이폰·아이패드는 Data+에 2V, Data-에 2.5V를 공급시켜야 한다는 것.

그래야만 해당 단말기가 "어댑터가 공급할 수 있는 최대 전류를 써서" 충전한단다.
(※ 물론 단말기에 따라서 최대로 끌어다 쓰는 전류량은 다름. 정전압 어댑터가 3A짜리라는 건 해당 전압으로 최대 3A까지 공급할 수 있단 뜻이지 항상 3A를 공급한다는 "정전류"라는 건 없을뿐더러 3A짜리 어댑터를 쓴다고 해서 단말기가 3A를 끌어다 쓰는 건 아니다. 단말기가 1A까지만 끌어다 쓰도록 설계되어 있다면 3A짜리 어댑터를 연결해도 1A만 끌어다 쓴다는 말임.)


실제 회로도를 찾아보니 다음과 같았다.

http://scvlife.kr/3264907
http://blog.naver.com/killsave/133591229
http://blog.naver.com/dentzzang/100118298354

.

아이폰, 아이팟 충전용 USB 젠더 DIY.mht

 

아이폰4, 갤럭시탭 충전용 젠더 만들기.mht

 

이건 폭파될까 봐 위 링크를 저장해둔 거.

그래서 본인이 직접 한눈에 비교하기 위해 그려봤음.

다만, 보통 스마트폰들은 갤럭시 탭용과 아이폰·아이패드용에 꽂아도 어댑터가 공급할 수 있는 최대 전류를 써서 충전하게 된다. 중간에 저항이 있긴 하지만 Data+와 Data-가 연결된 건 연결된 거니까.

 

여기서 GND는 -극을 나타내며, 진짜 Ground는 말 그대로 "진짜" 접지를 말하는 것.
(※본인은 전기를 전공한 사람이 아니며, 왜 음극을 그라운드라 하는지 잘 모릅니다. ㅇ_ㅇ;   음극이 접지를 겸한다고 얼핏 들은 거 같긴 하지만 어떻게 그게 가능한 거지?)
 

그리고 아이폰·아이패드 쪽은…….
어디선 Data+가 2.5V라고 그러고, 어디선 Data-가 2.5V라고 그러는데…….
솔직히 말해 본인은 애플 단말기가 없어서 잘 모르겠다;;

 

게다가 짜증 나게도 옵티머스 패드 또한 별개의 스펙을 요구한단다.    헐…….

그런데 쓰는 사람이 얼마 없어서인지 알려진 게 없다.    도저히 못 찾겠다.

클리앙 게시판의 한 게시물에는 Data+에 2V를 공급하면 된다는데……. 몰라 썅


또 한 가지 더.
예전 Mini USB 포트를 이용하는 MP3플레이어나 전자사전, PMP 같은 제품들은, 저 Data+와 Data-가 쇼트되어 있으면 스마트폰과는 반대로 컴퓨터와 연결된 걸로 인식하는 게 종종 있다.
(※ , 이런 제품들은 번들 어댑터가 5V와 GND만 연결되어 있다는 것이고, 별도로 어댑터를 쓰려면 양극과 음극, 이 둘만 연결해야 일반 어댑터와 연결된 걸로 인식한다는 거다.)
따라서, 스마트폰용 USB 어댑터로 충전하면 충전하면서 MP3를 들을 수 없는 불상사가 발생하기도 한다. 젠장 이뭐병


아 참,

맨 위 그냥 연장선 그림에서 Data+와 Data-가 교차하는 건, 케이블 내부에서 꼬아져 있기 때문이다.

twisted cable이기 때문. 안 꼬아주면 신호가 가다가 주변의 간섭 때문에 데이터가 사라져 버린다!
(이 글의 "이유라고 한다면..."문단을 보면 본인과 찬조 출연해준 님의 삽질기가 있으니 무슨 말인지 모르겠으면 이 문단을 보시요.)

그리고 당연한 말이지만, 이렇게 만든 케이블·변환 젠더를 쓰면 데이터 통신은 할 수 없다. 전원 공급만 할 수 있다. Data+와 Data-가 끊어졌는데 데이터 통신이 되는 게 이상하지. 안 그래요?

 

아래는 위 정보를 바탕으로 만든 결과물(보통 스마트폰용).

 

 

 

 

 

헐렁할까 봐 납땜질 좀 했지요.

(※아 초등학교 3학년 때인가? 그때 이후로 되게 오랜만에 납땜질 해보네요!)

사실은 저 부분은 수축튜브(열을 가하면 쪼그라드는 까만 튜브)를 끼워야 하는데 사온다는 걸 깜빡해서 그냥 테이프 칠 해 놓은 건데, 여러분은 꼭 수축튜브를 이용하시길.
(※  수축 튜브를 안 쓰면 합선돼서 불이 날 위험이 있지영.)
(※  뭐 본인은 똥배짱으로 그냥 쓰고 있지만;)

저 초록색 선과 흰 선이 Data+ 와 Data- 이지영.

"보통 스마트폰용"이니 도면 그림대로 저 둘은 합선시켜놓는 센스(?).


그럼 꽂아서 충전이 잘 되고 있나 볼까영?

아래 사진을 보면 AC라고 뜨는 게 보이지영? 잘못 만들면 USB라고 뜨겠지영?

 

더보기

그리고 아래는 실제 판매하고 있는 제품.
1A + 1A = 2A짜리. 5천 원인가 그쯤 할 거다.

 

 

 

물론, 보통 스마트폰은 두 군데 아무 데나 꽂아도 (휴대폰 설계에 따라 다르겠지만 최대)2A 전류를 공급받을 수 있다. 위의 건 콘센트 바깥으로 포트가 나 있고, 아래 건 콘센트 옆으로 포트가 나 있으니 자신의 상황에 맞게 적절하게 사야 한다;;

(※그런데 이거, 고주파 음 장난 아니다. 아래 갤럭시 탭의 번들 어댑터는 안 그런데 이건 찌이익 하는 소리가 너무 거슬림. 세 개나 샀는데 다 똑같이 소리가 남 -_-;)

아래는 갤럭시 탭 번들 어댑터.

 

 

순정이랍시고 따로 사면 무쟈게 비싸다.

3만 원 쯤 할 걸?

물론 보통 스마트폰을 꽂아도 (휴대폰에 따라 최대)2.1A 전류를 공급받을 수 있다.

아래는 컴퓨터 파워서플라이를 이용한 4포트 충전 브래킷

1·2번 포트는 아이폰·아이패드용, 3·4번은 갤럭시 탭용이다.

 

 

 

무려 "특허발명품"이다.

헐……. 이런 거도 특허 등록이 되다니;; 대박;;
http://www.avix.co.kr/mall/m_mall_detail.php?ps_ctid=06000000&ps_goid=19&ps_page=1
http://itempage3.auction.co.kr/DetailView.aspx?ItemNo=A557918210


또 아래는 갤럭시탭용 Micro USB to 탭 30핀 변환기.

 여기에서 살 수 있고(USB 케이블이랑 묶어서 판다 -_-;

"갤탭멀티케이블"이라고 적힌 거다.) 당연히 데이터 전송은 안 된다.

 

즉,    

이 글을 다른 뜻으로 설명해 보자면, 갤럭시 탭이나 아이폰·아이패드를 쓰지 않고 일반적인 스마트폰을 사용하면서 번들 어댑터를 쓰지 않고 시중에 판매하는 어댑터를 사용한다고 할 때,

둘째 문단 첫째 줄에 링크된 사진처럼 제대로 충전되고 있는지 확인해 보자는 거다.

둘째 문단 셋째 줄에 링크된 사진처럼 표시된다면 휴대폰에 충전기를 연결했더라도 인터넷 서핑만 해도 충전은커녕 방전되고 있을지도 모른다는 거.

그리고 통합 20핀을 쓰는 일반 휴대폰의 충전은 아예 다르다는 것도 염두에 두길.

스마트폰은 리튬전지의 충전 회로가 "단말기"에 있지만, 비 스마트폰은 "단말기"에 있지 않고 "충전기"에 있기 때문.
(단, 리튬 전지의 "보호회로"는 둘 다 배터리에 있다. "보호회로"와 "충전회로"는 다름.)
 

 

 

 

 

 

 

 

 

이에 따른 차이?

  ① 비 스마트폰의 I/O 포트 규격이 Micro USB로 바뀌지 않고 통합 20핀인 이유도 이 때문이며,

  ② 공급전압이 5V가 아닌 4.2V인 것도 이 때문이고,
(3.7V짜리 리튬전지는 완전충전되면 전압이 4.2V니까 4.2V를 급전시켜야 하지요. 5V는 이를 만들어주는 충전회로에 공급해야 하는 전압.)

  ③ 비 스마트폰의 화면에선 충전기를 연결해도 "충전 중"이란 표시가 뜨지 않는 것도 이 때문이지요.
(TTA 충전기 단자 플러그에 표시될 뿐이지영. 즉 단말기 입장에선 충전기를 연결했는지 안 했는지 모른단 소리. 일반적으론.)

  ④ 또, 스마트폰용 어댑터는 충전기라 부르지 않고, 비 스마트폰용 충전기는 어댑터라 부르지 않는 이유이기도 하고.
(TTA 충전기는 제품명이 "가정용 충전기"이고, 일반적인 어댑터는 "직류전원장치"라고 적혀 있다. 본 글 첫째 사진에도 "직류전원장치"라고 적혀 있지영? 집에 굴러다니는 TTA 충전기를 보면 절대로 "직류전원장치"라고 적혀있지 않지영. 직류전원장치라고 적혀 있으면 TTA 인증을 받지 않았다는 거지영.)

  ⑤ 한 가지 더.
TTA 충전기를 쓰는 비 스마트폰은 배터리가 거의 방전된 상태라도 충전기를 연결하면 당장 켜지지만, 일반 5V 어댑터를 쓰는 스마트폰은 당장 켜지지 않고 배터리가 조금 충전되어야만 켜지지영.

모두 리튬전지의 충전회로가 충전기에 있냐, 단말기에 있냐의 차이 때문.
배터리 충전 거치대 중 TTA 20핀(혹은 24핀)이 달린 거치대와 Micro USB포트가 달린 거치대 또한 뜯어보면 회로 구성이 완전히 다르지영?
(※20핀 거치대는 전원 포트와 배터리 핀이 그냥 바로 연결되어 있고, Micro USB 거치대는 충전회로가 있지영ㅋ. 삼색 충전표시 LED도 있구.)


위 문단을 한마디로 정리하자면,
본 포스트는 충전 회로가 단말기에 있는 스마트폰을 위한 내용이니

비 스마트폰은 개조해서 쓸 생각 말고, 닥치고 TTA 인증번호 제대로 찍힌 TTA 충전기로만 충전하란 거에요.

 

더보기

쇼핑몰에서 TTA 인증 충전기와 비인증 충전기를 한 번 비교해 볼까영?

 

 

 

 

 

이건 TTA 인증을 받지 않은 가짜 충전기. TTA 인증번호가 없으며,

충전 대기시 "녹색"등이 들어온다고 되어 있지영.

그리고 제품명이 "직류전원장치"…….

 

 

이건 TTA 인증을 받은 충전기. TTA 인증번호가 적혀 있고,

제품명이 "휴대전화 충전기"이지영.
하지만 맨 마지막 사진은 합성 같네요?

일각에선 비 스마트폰의 I/O 포트 규격을 Micro USB로 바꾸자고 하는데……. 아마 안 바뀔 거에요. 확실히 그게 더 효율적이고, 원가절감에도 도움이 되니까.
(※휴대폰을 바꾸더라도 충전기는 안 바꾸고 대체로 그대로 쓰니까.)

그나저나 PDMI는 활성화되려면 한참 남았으려나……? (MiniPort가 PDMI를 대체하려나?)
DP는 이제 막 활성화되려고 하는데 말이야. (1080p밖에 지원하지 않는 HDMI는 참 대책이 없어요.)

 

 

출처 : 난 돈 축내는 루저. 넌 돈 벌어들이는 위너.