고속 충전기 원리는 무엇인가요?
우리가 가장 대표적으로 충전하는 스마트폰 충전을 기준으로 할 때 일반 충전기와 고속 충전기가 있는데 고속 충전기는 정말 빠르게 충전되는데 그 원리가 무엇인가요?
2개의 답변이 있어요!안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
고속 충전기는 일반 충전기보다 더 높은 전류를 제공하여 더 빠르게 배터리를 충전할 수 있습니다. 이는 주로 두 가지 방법으로 이루어집니다. 첫 번째는 고전압을 사용하여 전력을 증가시키는 것이고, 두 번째는 특정한 프로토콜을 사용하여 충전 속도를 최적화하는 것입니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 고속충전기와 일반충전기의 충전원리는 다음과 같습니다. 예로 1000mAh의 리튬이온 배터리를 장착한 스마트폰이 있습니다. 이 배터리를 전압(V)과 전류(I)의 곱인 용량(P)으로 나타내면 다음과 같습니다. 3.7V x 1A= 3.7Wh 즉 1000mAh의 배터리는 정격전압 일때의 용량으로 표시하면 3.7Wh입니다. 마찬가지로 3000mAh의 배터리는 3.7V x 3A = 11.1Wh 입니다. 이 배터리를 일반충전기와 고속충전기로 충전시켜 보겠습니다. 일반충전기는 충전전압이 5V이며 1A의 충전전류로 배터리를 충전한다고 했을때 충전기의 충전용량은 5V x 1A = 5W입니다. 이 일반충전기로 위의 1000mAh(3.7Wh) 배터리를 충전한다고 하면 3.7Wh/5W = 0.74h(hour) = 44.4분 걸립니다., 즉 1000mAh 배터리를 일반 5W 유선충전기로 충전하면 44.4분 걸립니다. 3000mAh(11.1Wh)를 동일하게 충전하면 11.1Wh/5W = 2.22h = 2시간13분 걸립니다.
고속충전기는 충전전압을 5V가 아닌 9V로 올려 충전합니다. 전압을 9V로 올렸지만 충전전류는 그대로 1A가 흐른다고 했을때 충전기의 충전용량은 9V x 1A = 9W입니다. 이 고속충전기로 위의 1000mAh(3.7Wh) 배터리를 충전한다고 하면 3.7Wh/9W = 0.41h =41분, 즉 1000mAh 배터리를 9W 고속충전기로 충전하면 41분 걸립니다. 3000mAh(11.1Wh)를 동일하게 충전하면 11.1Wh/9W = 1.23h = 1시간13분 걸립니다.
[ 정리 ]
1000mAh 배터리를 5W 유선충전기로 충전하면 44분 / 9W 고속충전기로 충전하면 41분 걸린다.(차이가 3분으로 작다)
3000mAh 배터리를 5W 유선충전기로 충전하면 2시간13분 / 9W 고속충전기로 충전하면 1시간13분 걸린다. ( 차이가 1시간으로 크다)
같은 전류(1A)로 충전한다고 했을때 충전 전압을 올리면(5V -> 9V) 더 빨리 충전할 수 있습니다. 이것이 고속충전기의 원리입니다. 물론 더 큰 충전전류로 충전할수도 있지만 전류를 증가시키는것은 열 발생 및 대전류에 견디는 부품 개발등이 어렵기 때문에 상대적으로 쉬운 전압을 올려서 더 빠르게 충전하는 방법을 사용하고 있습니다.
출처 : KIT LAB - 고속충전기의 원리가 궁금합니다.
