픔스최근 Type-C 관련 글을 작성하면서, 생각보다 USB PD에 대해 모르시는 분이 많다는 것을 깨달았습니다. 저도 이곳저곳에서 주워 들은 정보로 관련 내용을 설명해왔는데, 정보를 정리할 겸 소개할 겸 겸사겸사 짤막한 글을 작성해보기로 했습니다. 하드웨어 포럼에 글을 올리는 이유는 저번에 어떤 분께서 커뮤니티 게시판에 이런 내용을 작성하는 건 조금 어울리지 않는다고 하셔서 하드웨어 포럼에 올려봅니다.
먼저 PD에 대해 알아보기 전에, PD를 사용하려면 뭐가 필요할지부터 생각해 봅시다. 우선, 충전기랑 기기, 케이블이 필요하겠지요. PD를 이용하기 위해서는 기기 내부에 PD를 지원하는 USB 컨트롤러 칩셋이 필요합니다. PD는 Type-C와는 별개로 진행되는 규격이지만, 기존 타입 A와 B는 말 그대로 레거시 규격이므로 PD를 지원하도록 단자를 개조하기가 곤란합니다. USB3.0의 A와 B도 종전 대비 개조가 되었지만 PD에는 대응하지 못합니다. 그래서 실질적으로 PD는 Type-C만을 지원합니다. 추후 필요에 따라 타입 D나 그 이상의 복수 표준이 등장한다면 PD를 지원하는 것을 염두에 두고 설계할 것이 뻔하기에 역시 PD를 지원할 겁니다.
그래서 기기에서는 Type-C(통칭 USB-C)와 PD 지원 컨트롤러를 만족하면 됩니다. 전원 장치(충전기)에서도 마찬가지로 Type-C와 PD지원 컨트롤러를 지원하면 PD를 사용할 수 있습니다. 케이블을 사실 별 볼일 없는 것이, Type-C는 규격 설계부터 PD를 염두에 두고 설계되었기 때문에 USB-IF의 Type-C 표준을 완전히 충족하는 제품은 USB PD를 무리 없이 지원합니다. 결론적으로 USB-IF의 인증을 받은 Type-C간 케이블로 PD 지원 컨트롤러를 쓴 Type-C 충전기와 Type-C 디바이스를 연결하면 PD를 이용할 수 있습니다.
처음 USB PD가 지정되었을 때는 프로필이라는 개념을 도입해서, 특정 프로필은 고정된 전압과 전류를 지원하는 것으로 전원을 공급했습니다. 총 다섯 단계의 프로필이 존재했으며, 프로필 4까지 3A를 지원하며 프로필 5는 5A를 지원하므로 전용 케이블이 필요합니다. 그러나, 이 방식은 고정된 프로필로 인해 칩셋이 특정 프로필을 지원하지 않는다면 필요 이상의 전기를 공급받을 수도 있고, 더 많은 전기가 필요하지만 프로필을 지원하지 않아서 공급받지 못하는 경우가 생겼습니다. 그래서 새로이 지정된 USB PD2.0부터, 프로필이라는 개념을 완전히 삭제하고, 기기가 요구하는 전기 양에 의거해 능동적으로 칩셋 단에서 지정된 전압과 전류를 공급할 수 있도록 했습니다.
| 전원 출력(W) | 전류(A) | |||
|---|---|---|---|---|
| +5 V | +9 V | +15 V | +20 V | |
| 0.5–15 | 0.1–3.0 | 없음 | 없음 | 없음 |
| 15–27 | 3.0 (15 W) |
1.7–3.0 | ||
| 27–45 | 3.0 (27 W) |
1.8–3.0 | ||
| 45–60 | 3.0 (45 W) |
2.25–3.0 | ||
| 60–100 | 3.0–5.0 | |||
표를 보면 확실히 알 수 있는데, 0.5W-15W까지는 5V 0.1-3.0A, 15W는 5V 3A, 15W-27W까지는 9V 1.7A-3.0A, 27W는 9V 3A, 27W-45W까지는 15V 1.8A-3.0A, 45W는 15V 3A, 45W-60W까지는 20V 2.25A-3.0A, 60W-100W까지는 20V 3.0A-5.0A를 공급받습니다. 60W를 초과하려면 5A를 지원해야 하므로, 역시 전용 케이블이 필요합니다.
PD를 제대로 지원하기만 하면, 기계 보드가 타버릴 까봐 걱정할 필요가 전혀 없다는 것을 알 수 있습니다. 더불어 최대 100W(20V 5A)까지 Type-C가 USB PD를 이용해 공급받을 수 있다는 것도 알 수 있습니다. 고출력이 필요하지 않은 환경에서는 3A만 지원하면 되니 사실 원가 문제나 전원단 설계에 있어서 많은 비용과 노력이 필요하지는 않습니다. 문제는 역시 PD 미지원 환경에서의 변수겠네요.
사실 Type-C는 PD 미지원 기기라도 기본 입출력 전원이 15W(5V 3A)입니다. 양 쪽이 Type-C일 경우 3A까지 끌어올 수 있으며, 한 쪽이 타입 A나 B일 경우 최대 1.5A까지 끌어올 수 있습니다. 앞서 말한, 케이블이 굳이 PD에 대응할 필요가 없는 이유이기도 합니다. PD는 Type-C 기기가 5V 이상의 전압을 인가해 더 많은 전기를 끌어올 수 있도록 도와줍니다. 5A가 필요한 100W 전원 공급은 전용 케이블이 필요한 예외적인 상황에 해당합니다.
참고 자료
http://www.belkin.com/resources/img/resource-center/MR60231_Power_Delivery_White_Paper_v1.pdf
아이들링
세라프
M16
USB type-C 케이블은 3A 까지 지원임.
5V 만 지원하는 경우라도 15 W 가능. ( 휴대폰 급속 충전이나 외장 3.5 인치 HDD 구동등등 왠만한 것은 커버 )
9V 인 경우는 27W, 15V 는 45W, 20V 는 60W 까지.
전원 공급 용량때문에 특별(?)한 케이블이 필요한 경우는 오직 하나 5A 를 요구할 경우이고,
이건 단 하나 20V 에서만임. 즉 60W ~ 100W 전력인 경우만 5A 가능한 케이블이 요구되는 것이고,
그 이외의 모든 (!) 경우에서 그냥 USB type-C 케이블이면 끝.