9V 양면 고속충전 3세대 마그네틱 케이블 (1) - 제품분해 분석

9V 양면 고속충전  3세대 마그네틱 케이블 (1) - 제품분해 분석

　

안녕하십니까 ?  EddyLab입니다.

USB C타입관련 악세서리 관련 분석 자료들을 올려 드리고 있습니다.
1.[USB C Type] LG USB PD C to C 23AWG 고속 충전케이블  분석 (1)

2.[USB C Type] LG USB PD C to C 23AWG 고속 충전케이블  분석 (2)

오늘은 작년부터 많이 알려진 마그네틱 케이블 제품관련으로 소개를 해 드리려고 합니다.

아마도 일반적으로 마그네틱 케이블 제품 소개 정보는 많이 보셨을 것으로 알고 있습니다.

일반 스마트폰 충전 케이블과 생김새는 같습니다만,

스마트폰쪽 충전 단자쪽(마이크로5핀, USB C, 아이폰 8핀)이 

별도로 분리가능한 자석형 커넥터형태로 구성이 되어 있는 제품입니다.

이 마그네틱 충전케이블 형태는 

원래 애플 맥북에서 노트북 전원공급을 위한 마그네틱형태의 커넥터로
맥세이프(MagSafe)제품을 모방한 제품으로 알고 있습니다.
이 맥세이프는 노트북 충전을 위한 고전력을 충전하는 기능이라서,
상당히 기술적으로 어려운 기술이 구현된 것이라고 알려져 있습니다만,

소개드리는 스마트폰 마그네틱 케이블 제품은 

15W이하 수준의 전력을 공급하는 제품이라고 할 수 있습니다. 

  

하기 마그네틱 케이블 제품 사진입니다.

맨 위의 검은색 마그네틱 케이블은 1세대 이고,
아래 2개의 마그네틱 케이블은 3세대 제품입니다.

각각의 마그네틱 케이블에는 

아이폰용 8핀 커넥터(상), 마이크로 5핀 커넥터(중), 

USB C타입 커넥터(하)를 각각 꼽아 놓았습니다. ^^

검은색 마그네틱 케이블은 1세대 마그네틱 케이블제품은 케이블 몰딩(SR)쪽이 박스타입 형태이고,

2세대 마그네틱 케이블 제품의 SR은 케이블 꺾임을 방지하기 위한 몰딩형태로 되어 있습니다.

작년부터 출시된 1세대는 초기에 커넥트 접촉상태가 좋지 않았고, 
마그네틱 케이블의 한쪽 방향 - 단방향(Single Side)으로만 고속 충전 또는 Data통신을 지원을 했었습니다만, 
(주) 마그네틱 케이블쪽의 LED불빛이 들어 오는 방향과 반대방향에 따라서 성능 차이가 있습니다.

현재 3세대 마그네틱 케이블은 내부 회로를 보강하여, 
마그네틱 커넥터 양뱡향(Dual Side)으로 고속 충전(USB C 타입)과 Data통신을 지원하게 되었습니다.    

작년 1세대 마그네틱 케이블은 중국 WSKEN사 제품이 나오면서 유명해 졌고,

관련 제품들을 지속적으로 분석을 하고 있었습니다만,  

초기 1세대 제품은 여러가지로 문제점등이 있어서 실 사용은 못하고 

일반 삼성, LG 번들 케이블을 사용하고 있었습니다.

년초에 새로 만든 삼성 150cm USB C 케이블을 차량에 장착해서 사용하고 있었는데,

아파트 주자장에서 차량을 운전중에 큰 자동차 사고가 날 뻔 한 적이 있었습니다.  ^^;;

제가 운전을 해서 주차장 입구 커브길을 돌아 나오는 중에 

스마트폰에 전화가 와서 스마트폰을 잠시 들게 되었습니다.

이떄 주차장 입구 반대편에서 차량이 진입을 하고 있어서, 

잠시 스마트폰을 든 상태에서 핸들을 꺾는 중에.....

케이블이 핸들 돌려지는 홈 사이에 갑자기 껴 들어가는 상황이 되었네요..

다행히 반대편 차량은 저를 비켜서 지나갔지만,

저는 맘이 급해서 핸들을 더 꺾다보니, 케이블이 더 엉켜 들어가게 되었고..

차량은 주차장 입구 중앙선에 걸친 상태로, 

순간 차량 핸들이 전혀 움직이지 않는 상태가 되어 버렸습니다. ㅠ.ㅠ

순간 아무생각도 나지 않더군요 ㅎㅎㅎㅎ  ㅠ,ㅠ

뒤에 있던 가족들은 왜 반대편에 차량이 오는데도 핸들을 안 꺾느냐면서

뭐라고 이야기를 하는데.......    

운전중에 스마트폰 전화를 들었다가 큰 화를 당할 뻔 했습니다..

아시는 분들은 아시겠습니다만,

차량에서는 케이블이 돼지꼬리처럼 스프링 형태로 케이블 구조가 만들어져 공급되는데,

이는 이러한 사고를 막기 위함이기도 합니다...

이 사고가 난 후, 차량에서 스마트폰을 만질때 케이블 연결이 된 상태는

상당히 위험하다는 것을 인지하게 되었고,

다른 대안이 있을까를 찾아 보다가....

이 마그네틱 케이블을 통해서 대안을 찾아보려고 여러가지로 조사를 하기 시작하였습니다. ^^ 

차량에서 마그네틱 케이블 사용은 대만족이었습니다.

차량에서 스마트폰 케이블 연결시, 

어두운 환경에서 케이블을 꼽아야 하는 상황이 많이 있습니다만, 
마그네틱 케이블 자체에 LED 빛이 있고, 대략적인 위치에만 가져다 놓아도

마그네틱 자석의 힘으로 커넥터 연결이 잘 됩니다.

차량 주차 후, 스마트폰만 들어도, 케이블은 잘 분리되기 떄문에

케이블 분리에 신경을 쓰지 않아도 문제가 없습니다.

분리된 마그네틱 케이블은 스마트폰 고정 자석 거치대에

올려 놓으면 케이블 자체가 밑으로 널부러져 있을 일도 없습니다. ^^

  

수개월동안 1세대 마그네틱 케이블을 사용하면서 알게된 문제점을 조사하는 과정에서

우연히 2세대 마그네틱 케이블 제품을 알게 되어었고,

이 제품을 자체 브랜드 제품까지를 만들어 보게 되었습니다. ^^

먼저 1세대 와 3세대 마그네틱 케이블을 분해 비교를 해 보겠습니다.

1세대와 3세대 마그네틱 케이블 전선 구조는 동일합니다만,

마그네틱 전원 공급을 위한 PCB 회로는 많이 차이가 있습니다.
위에 PCB는 1세대이고, 아래쪽은 3세대 마그네틱 케이블 PCB보드입니다. (전면 PCB)
이쪽은 전원 공급입력관련으로 전력이 안정적으로 공급을 하고, 

또한 과다 전력공급시 15W이상 공급되지 않도록 지원하는 프로텍션 회로 입니다.

사진속에서 위에 PCB는 1세대이고, 아래쪽은 3세대 마그네틱 케이블 PCB보드입니다. (후면 PCB)

1세대 제품에는 고속충전 QC칩셋이 1개가 있고,

3세대 제품에는 고속충전 QC칩셋이 2개가 있는 것을 알 수 있습니다.

기능적으로 마그네틱 케이블 양뱡향(Dual Side)을 지원하기 위해서는 

마그네틱 커넥터핀 배열이 역방향에서도 

정상적으로 고속 충전을 위한 QC통신(I2C) 인식이 가능하도록 되어야 하기 때문에,
고속충전 QC칩셋이 2개가 들어간 회로 구조가 만들어져 있습니다. 

이렇게 설계된 3세대 마그네틱 케이블은 

양쪽방향(Dual Side)모두 9V / 1.xA가 지원 가능하게 됩니다.  ^^

이렇게 양방향 고속충전 지원이 되었지만,
칩셋이 추가 되면서 제품 가격 상승요인이 있게 되었는데

과연 일반유저분들께서 가격상승요인을 감안해 주실지 걱정이네요 ^^;;

이와 같이, 고속충전 양뱡향(Dual Side)를 지원하기 위해서
새롭게 만들어진 3세대 마그네틱 케이블 제품입니다.

 

이것 저것 부품을 조사하다보니, 

USB C타입의 고속 충전을 위한 56K옴 저항은 안보이네요 ^^;;

처음에는 저도 좀 당황을 해서, 제조사에 문의를 했는데,

커뮤니케이션 문제로 다른 설명을 하더군요...   

그래서, 이번에는 마그네틱 케이블에 연결하는 

USB C타입 마그네틱 커넥터를 추가로 분해를 하였습니다.

마그네틱 커넥터는 자체가 자석성분의 금속으로 되어 있어서

망치로 깨야지만 분해가 가능합니다. ^^;;

스마트폰 추락 사고시, 마그네틱 커넥터쪽으로 바닥에 떨어져서 

그 충격으로 마그네틱 커넥터가 깨졌다는 이야기를 들어 보았습니다만, 

일반적으로는 깨지지 않는 상태입니다. ^^

그래도 스마트폰 추락 사고로  스마트폰에 문제가 안생기고, 

마그네틱 커넥터가 깨졌다면 불행 중 다행인 것이죠 ㅎㅎㅎㅎ

분해된 순서대로 부품을 나열을 해 보면, (자석 금속은 사진에 포함시키지 않았습니다.)
아주 조그마한 PCB가 하나 포함되어져 있습니다.

마그네틱 케이블쪽 핀 접촉을 위한 PCB이네요... 

이 PCB를 돋보기로 보면,
하기와 같이 조그마한 저항이 하나 올려져 있습니다.

이 저항값을 측정해 보니, 56K옴 저항값이 나오네요 ^^

즉, 스마트폰에 공급되는 전력을 결정하는 USB C 표준 저항값은
마그네틱 커넥터 쪽에 있는 PCB가 조정하고, 마그네틱 케이블은 전력을 안정적으로 공급하는 역활을 하게 되어 있다는 것을 알게 되었습니다.

USB Type-C Cable and Adapter Tips and Tricks

Resistor Rp (pull-up between VBUS and CC)	Resistor Rd (pull-down between CC and GND)	ID Pin	USB-C Spec Section
USB Type-C plug to USB 3.1 Type-A plug	56kΩ Rp	Open		Section 3.5.1
USB-C plug to USB 2.0 Type-A plug	56kΩ Rp	Open		Section 3.5.2
USB-C plug to Type-A receptacle	Open	5.1 kΩ Rd		Section 3.6.1
USB-C receptacle to microB plug	Not allowed per the spec			Section 2.2
USB-C plug to microB plug	Open	5.1 kΩ Rd	unconnected	Section 3.5.7
USB-C plug to microB receptacle	56 kΩ Rp	Open	unconnected	Section 3.6.2

https://www.chromium.org/chromium-os/cable-and-adapter-tips-and-tricks

이제 실전으로 USB C타입 스마트폰 LG G5와 LG V30S+에 여러가지 전원 공급 형태와

마그네틱 케이블 방향 및 마그네틱 커넥터 방향의 4가지 조합에 따라서 

각 조합에 따라서 고속 충전이 잘 되는지를 실제 측정하여 보았습니다.

(1-A) 순정 9V 충전기 + 2세대 마그네틱 케이블 + USB C타입 마그네틱 커넥터 (LG G5스마트폰)

==> 고속충전 OK (평균 7V / 1.3A)

(1-B) 순정 9V 충전기 + 2세대 마그네틱 케이블 + USB C타입 마그네틱 커넥터 (LG V30S+ 스마트폰) ==> 고속충전 OK (평균 9V / 1.5A)

아시다시피, 안드로이드폰은 화면이 켜진 상태에서는 전원공급량이 떨어지고,

화면이 꺼진 상태에서는 전원 공급량이 증가하게 됩니다.

이와 반대로 아이폰은 화면이 켜진 상태에서 전원공급량이 증가하는 반대이더군요 ^^;;
(주) 마이크로 5핀과 아이폰 8핀은 고속 충전이 지원되지 않고, 일반 충전상태만 가능합니다.  

(2) LVSUN QC 3.0 USB A포트 + 3세대 마그네틱 케이블 + USB C타입 마그네틱 커넥터 (LG G5스마트폰) ==> 고속충전 OK (평균 7.2V / 1.3A)

(3) TERA QC 3.0 USB A포트 + 3세대 마그네틱 케이블 + USB C타입 마그네틱 커넥터 (LG V30S+스마트폰) ==> 고속충전 OK (평균 8.5V / 1.0A)

상기 test 내용과 같이,
마그네틱 케이블 양뱡향(Dual Side) 고속충전 test를 완료 하였습니다. ^^


다음번에는 마그네틱 케이블의 다른 안정성  test와

자체 브랜드 제품 준비 과정에 대한 내용을 올려 드리겠습니다.

감사합니다.