급속충전

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1. 개요
2. USB#전원 표준
2.1. USB current (USB 3.x / Type-C)
3. AP 제조사의 급속충전 기술
3.2. MediaTek Pump Express Plus
4. 스마트폰 제조사의 독자적 급속충전 기술
4.3. Huawei의 SuperCharge
4.3.1. 지원 기기
4.4. ASUS의 BoostMaster
4.4.1. 지원 기기
4.5. OPPO의 VOOC
4.5.1. Dash Charge
4.5.2. 지원 기기
4.6. 샤오미 Mi Charge Turbo
4.7. vivo Super flash charge
4.7.1. 지원기기
4.8. vivo flash charge
4.8.1. 지원기기
5. 기타
6. 스마트폰 외 급속충전 분야
7. 관련 문서


1. 개요[편집]


급속충전()은 전자기기배터리를 기존보다 빠르게 충전하는 기술을 말한다. 고속 충전이라고 부르는 경우도 많다. 급속충전은 스마트폰 뿐만이 아니라 전기자동차나 무선 청소기 등 충전식 배터리를 탑재한 모든 전자제품에 해당될 수 있는 내용이지만, 본 문서에서는 이 문서를 보여주는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 모니터USB포트가 달린 기기를 USB 충전기로 고속충전하는 기술을 다룬다.[1]

기술이 발달하면서 전자기기의 소모 전력이 늘고 배터리가 대용량화 됨에 따라, 기존의 5V 1A(5W)[2] 충전으로는 완전 충전까지 오래 걸리기 때문에 스마트폰용 각종 급속 충전 기술들이 개발되고 있다.

기본적으로 충전에 사용하는 전압과 전류를 높이는 것으로 충전 속도를 향상시키는데, 이에 따라 발열과 수명 감소 등의 영향이 있으나, 전자기기의 일반적인 사용 기간 및 소모품으로서의 배터리의 사용 기간 등을 고려하여 적정한 수준에서 출력을 조절한다. 배터리를 단독으로 충전하는 게 아닌, 전자기기에 배터리를 장착한 상태에서 충전할 경우, 전자기기의 충전회로에서 해당 입력을 지원해야 하나, 표준적인 5V 1A 기기의 경우 실제론 1.2A까지 충전 속도의 향상이 가능하다.

높은 전압이 사용되면 USB 케이블의 저항 및 단자간의 연결 부분의 접촉저항 등에 의한 전력 손실을 줄일 수 있다. USB 케이블 및 연결 부분의 총 저항이 0.1Ω라고 가정할 때 60W 전력을 20V, 3A로 공급하면 0.9W의 전력이 열로 손실되지만 5V, 12A로 공급하면 14.4W가 소모된다. [공식] 이는 발전소에서 생산된 전기를 초고압 송전선 송전탑을 통해 전송하는 이유와 같다.

높은 전압(V)으로 전력이 공급되더라도, 최종적으로는 리튬이온 전지에 맞게 최대 4.2V의 전압으로 충전된다. USB 케이블을 통해 고전압[3] /저전류로 스텝업 변압되어 전송된 전력은, 충전을 위해 저전압(2.5~4.2V)으로 다시 스텝다운 변압되는 것이다. 높은 전류로 전지를 충전하면 전지전압이 빠른 시간 내에 4.2V에 이르게 되는데, 이후에는 공급할 수 있는 전류량이 줄어들기 때문에 충전 속도가 느려진다. 그래서 급속충전을 이용할 경우 0~50%나 0~70%까지는 매우 빠른 속도로 충전할 수 있지만, 그 이상 완전충전까지는 일반 충전과 속도가 비슷해진다.[4][5]

2010년대 이후로는 기기와 충전기 간의 상태를 통신하면서, 효율적인 급속충전이 이루어지도록 하는 충전 기술이 발전하고 있다. USB의 고전압 대전력 공급 방식으로 USB PD 규격이 표준으로 권고되고 있으며, 보다 세밀한 전압과 전류 제어를 위해 퀄컴 퀵차지 같은 비표준(혹은 사실상 표준)인 규격은 USB PD의 상위호환 위치의 기술로 계속 발전하고 있다.[6]


2. USB#전원 표준[편집]


USB가 주변기기에 널리 쓰이고 PDA 같은 소형전자기기 같은 컴퓨터에 연결하는 핸드셋 기기들이 점차 늘어나자 사람들은 USB로 기기를 충전하는 것에 관심을 가지게 되었다. 이에 따라 USB 파워 어댑터 부류를 만들며 USB BC 같은 충전 규약을 제정하게 된다. 그러나 이것으로는 출력이 부족하여 USB 단자를 이용하되 별도로 제정된 퀄컴 퀵 차지 같은 충전규약이 널리 쓰였다. 고속충전 방식이 파편화 된 문제를 해결하기 위해 USB PD 충전 규약이 새로 제정되었다.

USB 충전의 개략적인 내용은 USB#전원의 전원 문단 참고.


2.1. USB current (USB 3.x / Type-C)[편집]


전원 전선가닥(Vcc, Vbus)을 두 개(또는 그 이상) 넣어 출력을 두 배(또는 그 이상)로 높인 방식.

전선 한 가닥에는 허용전류라는 게 있다.[7] 높은A의 전류가 흐르면 발열이 증가하여 전력전달 효율이 크게 떨어지고, 전원부 스펙을 넘기면 과부하가 걸릴 수 있으며, 극단적으로는 화재 합선 등이 일어나기 때문에 이를 방지하기 위함이다. 이 경우 전선 개수를 늘리면[8] 한계를 넘어 그만큼 몇 배의 전력을 제공해 줄 수 있다. (500mA 두가닥 = 1A). USB 기본전압(5V)을 높이지 않고 고속충전을 할 수 있는 방법이며, USB 3.0부터 내부 전원 핀 수가 늘어나 이러한 방식의 고출력 전력을 제공할 수 있게 되었다.

물론 티끌모아 티끌인 이따위 출력증가 및 별로 대단하지도 않은 기술을 고속충전이라 인정하지 않는 사람들이 많을 것이다(...) 그래도 이러한 전력전달 방식은 노트북 외장하드를 구동시키기 위해 Y자형 USB케이블을 사용하여 USB포트 두 개씩 점유하던 과거를 청산하는데 일조하였다.

별도의 고속충전 신호를 발생시킬 필요가 없기 때문에 충전용으로 USB 데이터 통신을 점유하지 않는다(=사용자의 USB 데이터 통신이 가능하다). 따라서 고출력을 언급할 때 같이 언급되기도, 충전전용기술을 언급할 때 제외되기도 하는 방식이다.


2.2. USB Battery Charging[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 USB BC 문서를 참고하십시오.

USB PD 이전의 옛날 규격


2.3. USB Power Delivery[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 USB PD 문서를 참고하십시오.

난잡하게 벌어졌던 제조사별 급속 충전을 싹 통일시킨 1등공신. 시장 판도가 아직 완전히 통일 된 건 아니지만 확고하게 USB PD 하나로 통일되고 있다.


3. AP 제조사의 급속충전 기술[편집]




3.1. 퀄컴 퀵 차지[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 퀄컴 퀵 차지 문서를 참고하십시오.



3.2. MediaTek Pump Express Plus[편집]


자사의 AP를 탑재한 스마트폰과 배터리 내장 각종기기 한정으로 제공되는 급속 충전 기술이다.

기기의 사용 상태에 따라서 평상시에는 5V 1.67A로, 터보 1에선 7V 1.67A로, 터보 2에서는 9V 1.67A로 충전한다. 제조사가 제시하는 프로필은 5V~12V에서는 고정된 5/7/9/12V을 5V~20V에서는 0.5V 단계별 가변전압을 3V~6V에서는 10-20mV 단계별 가변전압을 이용해 충전 속도를 올려준다. 초기 버전은 불안정했으나 2.0부터는 5V~12V의 가변전압과 발열 그리고 안정성을 잡았다.

3.0부터는 정식으로 USB Type-C 규격을 지원하며 함께 USB-PD를 일부인 5V 1.5A와 5V 3A와 호환되도록 설정되었다. 퀵 차지 4부터는 USB-PD 3.0의 프로필을 정식으로 지원함으로 전용 충전기의 존재가 사라졌다고 보면 된다. 전용 기기와 충전기에는 PE 고속충전 로고와 버전이 표시되어있다. 제조사가 언급하지 않았어도 지원 할 수 있으므로 적은 향상을 줄 수 있다.

하위호환을 지원하지만 2.0까지는 USB-PD를 지원하지않아 고속 충전을 위해 전용 충전기가 있어야한다. 한국에서 충전기를 구하고자 한다면 SONY와 LG전자에서 미디어텍 탑재 제품을 출시함으로써 일부 SONY 퀵차저(5~12V 퀵차지3.0 + PE플러스2.0 로고가 표시됨)와 일부 LG 번들 충전기(5~9V 퀵차지3.0 + PE플러스)가 지원한다. 한국 출시 지원되는 기기로는 LG전자의 X시리즈 중 MediaTek 탑재군들이 해당됨으로 참고하면 된다.


4. 스마트폰 제조사의 독자적 급속충전 기술[편집]


퀄컴의 퀵차지 기술은 약간의 라이선스비를 지불해야 하므로 이를 회피하기 위해 각 스마트폰 제조사들이 번들로 주는 충전기는 각자 독자적인 급속충전 기술을 채용하고 있지만 서로 호환성이 없어 해당 회사의 스마트폰/충전기 조합에만 사용할 수 있다. 삼성의 Adaptive Fast Charging처럼 퀵차지 2.0과 호환성이 있는 경우도 있다. 이런 혼란을 정리하기 위해 구글은 안드로이드 7.0 누가부터는 퀄컴의 퀵차지 규격을 쓰지 말고 USB-IF 표준인 USB-PD 규격을 사용하도록 강력히 권장하고 있다. 엄밀하게 말하면 퀵차지(3.0이하) 규격은 USB Type-C 규격의 필수 요구 사항의 위반이다.


4.1. 삼성전자[편집]



4.1.1. Adaptive Fast Charging[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 Adaptive Fast Charging 문서를 참고하십시오.



4.1.2. Super Fast Charging[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 Super Fast Charging 문서를 참고하십시오.



4.1.3. Fast Wireless Charging[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 Fast Wireless Charging 문서를 참고하십시오.



4.2. AppleMagSafe[편집]


파일:나무위키상세내용.png   자세한 내용은 MagSafe 문서를 참고하십시오.



4.3. Huawei의 SuperCharge[편집]


공식적으로 SuperCharge 디바이스 목록을 제공하고 있지 않은데, 주로 화웨이의 하이엔드-플래그십 기종 위주로 제공된다. 다만 대부분의 급속 충전이 그렇듯이 90~100%구간의 완충 속도는 상대적으로 느리다

Mate 20 Pro | 4200mah | 40W
충전시작 (1%) 5분 (10%) 8분 (20%) 20분 (50%) 31분 (72%) 40분 (86%) 50분 (95%) 68분 (100%)
충전시작 (50%) 10분 (70%) 23분 (91%)

Mate 9 | 4000mah | 22.5W |
충전시작 (3%) 20분 (36%)

Honor V10 | 3750mah | 22.5W |
충전시작 (5%) 30분 (50%) 45분 (70%)


4.3.1. 지원 기기[편집]


  • Mate X
  • Mate 20
  • Mate 10
  • Mate 9
  • Honor V10


4.4. ASUS의 BoostMaster[편집]


Qualcomm Quick Charge 2.0과 호환되는 기술로, BoostMaster 어댑터에 단말기를 인식하여 미지원 기종은 5V(2A), 지원 기종은 9V(2A)로 충전해주는 방식이다.


4.4.1. 지원 기기[편집]


  • Zenfone 2, Zenfone Selfie, Zenfone Zoom
  • ZenFone 3세대 이상
  • Transformer Book 시리즈
    • T100Chi
    • T100HA


4.5. OPPO의 VOOC[편집]


중국 스마트폰 업체인 OPPO의 VOOC (Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging) Flash Charging system. OPPO Reno Ace에 적용된 SUPER VOOC 2.0은 무려 65W라는 어마어마한 전력을 휴대폰에 처박는 것이 특징. 30분 만에 완충을 달성한다. 당연히 퀄컴 퀵차지와는 호환되지 않는다.


4.5.1. Dash Charge[편집]


모기업(사실상 형제기업)인 OPPO에게서 라이센스 받아 OnePlus 3에 탑재된 기술이다. 명칭만 다를 뿐 VOOC Flash Charge와 같은, 라이센스 받아 명명한 원플러스의 급속충전 방식이다.

장점은 0% → 100% 1시간이면 된다. [9] 단점은 퀄컴 퀵 차지와 호환이 안된다는것이다.[10]

퀵 차지 2.0의 경우 2A / 5V / 9V / 12V 를 사용하나 Dash Charge는 5V 4A 를 사용한다. 따라서 일반 케이블 및 어댑터로는 Dash Charge를 사용할 수 없다. 그런데 이 둘을 세트로 추가 구매하려면, 30달러 정도 한다.

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4.5.2. 지원 기기[편집]


  • OPPO Find 7(a)
  • OPPO R7
  • OPPO R5(s)
  • OPPO N3
  • OPPO F1 plus
  • OPPO R9
  • OPPO HA-2
  • OPPO Reno Ace


4.6. 샤오미 Mi Charge Turbo[편집]


2019년 3월 26일, 샤오미가 독자 기술 개발을 통해 100W 급속충전 실기 테스트에 성공했다고 발표했다. 이 충전 기술로 4000mAh 배터리[11]단 17분 만에 완충할 수 있다.[12]영어 주의 차후 미믹스4에 들어갈 가능성이 있다고 한다.[13]

19년 9월 9일 베이징에서 설명회를 가졌다. 양산형으로 나온 Mi Charge Turbo는 유선 45W, 무선 30W로 샤오미 미9 프로에 적용되었다. 이후 샤오미 창립 10주년 기념모델인 미10 울트라가 유선 120W 충전을 지원한다. 약 20여 분 만에 5000mAh 베터리가 완충되는 놀라운 충전속도를 자랑한다. 샤오미 미 11에는 유선 55W, 무선 50W 고속충전을 지원한다.

2021년 6월에는 유선 200W(!!!), 무선 120W 고속충전 기술을 선보였다!

2022년 완충까지 악 9분이 소요되는 유선 210W 고속충전 기술이 적용된 Redmi Note 12 Explorer가 시판되었다.


4.7. vivo Super flash charge[편집]


2019년 상하이 MWC에서 공개된 VIVO의 120W급 고속충전 기술. 4000mAh 배터리를 5분에 50%까지, 완충까지는 13분밖에 걸리지 않는다고 한다. 시연 영상

4.7.1. 지원기기[편집]


  • VIVO X90
  • VIVO X90 PRO


4.8. vivo flash charge[편집]


80W 충전 지원.

4.8.1. 지원기기[편집]


  • VIVO X80
  • VIVO X80 PRO
  • VIVO X90 PRO+


5. 기타[편집]


  • 고속충전, 급속충전을 사용할 시에는 일반 유선충전 대비 배터리 수명에 더 큰 악영향을 끼친다고 잘못 알고있는 사람들이 있으나, 고속충전 및 급속충전을 한다고 해서 배터리 수명에는 영향을 거의 주지 않는다.#1#2#3 오히려 배터리 관리 습관이 배터리 수명에 큰 영향을 준다.[14]
오히려 급속충전이 가능한 기기에 저속충전기를 물리는 게 충전기에 더 큰 무리를 주기 때문에[15], 급속충전이 가능한 기기에는 급속충전기로 충전하는 것이 좋다.
  • 반대로 보호회로가 부실하거나 없는[16] 싸구려 전자제품(손풍기, 저가형 블루투스 이어폰 등)들은 급속충전 충전기에 물리면 몇 달 못 버티고 돌연사 하는 경우가 있다.[17] 이러한 제품들은 제품 구매 시에 같이 제공해주는 번들 충전기로 충전하는 게 좋다.
  • 고속충전이 지원되는 스마트폰임에도 불구하고, 게임을 한 판 하고나면 배터리가 소진되어 있어 깜짝 놀라는 사람들이 꽤 있다. 사실 배터리는 발열에 취약하므로 발열체(AP, Display)가 동작하는 동안에는 고속충전을 중단시킨다. 화면을 꺼야지만 고속충전이 다시 시작된다. 이는 배터리 관련 기본적인 상식이나, 가끔 이에 불평하며 아무리 상식이라 해도 이에 대한 안내를 해야 하는 것 아니냐는 주장을 하는 사람들이 주기적으로 종종 나오곤 한다. 사용설명서 어딘가에 적혀 있으니, 알려주자.
  • 시간이 지날수록 고속충전 버전이 계속 올라가기 때문에, 기기를 바꾸고 옛 충전기를 사용할 경우, 한쪽은 고속충전이 안 되고 한쪽은 초고속충전이 안 되는 등 서로 버전이 맞지 않아 일반충전을 하게 되는 사태가 벌어질 가능성도 없진 않다. USB PD의 PPS, PDO, Profile 용어를 유심히 살펴보고, USB PD 지원이 안 되는 구 퀵차지, 어댑티브차지 등을 잘 체크해 두자.
  • 멀티포트가 지원되는 충전기의 경우, 단일 사용에 초고속충전이 되어도, 동시 사용에 일반충전~고속충전만 지원되는 경우도 존재한다. 제품 따라 특성이 달라 사용설명서를 읽어봐야 하며, 한편으로는 충전을 하지 않고 케이블을 꽂아두는 경우만으로도 멀티포트 사용중이라고 인식되어 충전 속도가 줄어드는 경우가 발생하기도 하므로 이 역시 사용설명서를 읽어보자. 한쪽 포트에서 케이블을 뽑으면 다른 포트는 전기가 끊겼다가 다시 이어지는 경우가 발생하기도 하는데, 한쪽 포트에서 더 많은 전력을 보내줄 수 있도록 상황이 바뀌었으므로, 기기와 충전기가 충전 능력을 재협상 할 수 있도록 전기를 끊어주는 듯 하다.[18] 전기가 끊어졌다 들어오는 과정에서 스마트폰 화면이 켜지고, 긴급재난문자 같은 팝업창이 떠 있으면, 스마트폰 화면이 꺼지지 않는 상황이 벌어질 수도 있으니(...) 얼떨결에 배터리가 소진되고마는 상황을 조심하자.
  • 일반 충전, 급속 충전 확인 차이


6. 스마트폰 외 급속충전 분야[편집]


  • 노트북의 19~21V 충전은 스마트폰보다 더 빠른 충전속도를 가졌지만 급속충전이라 부르지 않는다.[19]
  • 무선 모형(RC카) - 니켈-수소 배터리 시절(90년대) 급속충전기 하면 무선모형용 급속충전기가 일반적이었다. 이러한 기구는 드론(멀티콥터) 배터리 충전기 용도로 이어진다. 오래된 역사 치고는 급속충전 발전은 더뎠는데, 미니카배터리 관리 부분을 참고하면, 이 분야는 "빨리 여러 번 충전"하는 것보다는 "한 번 제대로 충전"하는 것이 더 관건이라서 급속충전보다는 "배터리 길들이기" 쪽으로 기술이 발전하게 된다.
  • 세그웨이(1999), 나인봇(2014) 이후 스마트 모빌리티~개인형 이동장치(전동휠, 전동 킥보드 등) 기기에도 급속충전이 적용되었겠지만, 이쪽은 범용이 아닌 전용충전기 영역이었다. (기술 이름이 없다. 영업비밀이다.)
  • 진정 강력한 급속충전 표준은 전기자동차 분야에서 구현될 것으로 보인다. DC 콤보, DC 차데모, 테슬라 수퍼차저 등이 있으며 자세한 내용은 항목 참고.


7. 관련 문서[편집]


파일:크리에이티브 커먼즈 라이선스__CC.png 이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-11-15 06:09:57에 나무위키 급속충전 문서에서 가져왔습니다.

[1] 수요가 높아 급격한 기술발전이 이루어졌다.[2] USB 2.0의 표준은 5V 0.5A (2.5W), 3.0은 5V 0.9A (4.5W), typeC는 5V 3A(15W) [공식] P = IV = I2R. (3A)2(0.1Ω) = 0.9W. (12A)2(0.1Ω) = 14.4W[3] 5V 이상의 전압. 통상적으로는 리튬폴리머 배터리 1셀 충전 전압(4.2V)의 두 배쯤까지의 9V를 제공하는 경향이 크다.[4] Li-ion Battery 기술자료 7쪽 참조.[5] 대충 로그함수 형태로 전지의 충전량이 나타난다.[6] USB-PD 호환을 위해 퀵차지 3.0(구 규격)과 4.0(신 규격)은 서로 호환이 안 되며 별개로 따로 지원해주어야 두 규격을 쓸 수 있다.[7] 보통 3A를 넘지 않는다. 민감한 기기와 연결할 땐 0.5A에 머물 수도 있다.[8] 이론상 몇 배 두꺼운 전선을 써도 된다. 현실상 원가절감한다고 지켜지지 않을 가능성이 농후하지만(...)[9] 3T는 더 큰 배터리를 탑재하기에 1시간 반 안쪽에 충전된다.[10] 퀵 차지 2.0부터는 라이센스비 및 전원 관리 칩을 따로 써야 한다. 이 비용을 아끼고자 전원 제어 칩을 충전기와 케이블에 달아 놓았다.[11] 블랙샤크2와 동일한 용량이다. 참고로 27W 급속충전을 지원하는 블랙샤크의 완충 시간은 1시간 이내.[12] 이 시험에서 비교된 오포의 50W 급속 충전 기술인 VOOC은 17분에 65%까지 충전.[13] 중국 언론에서 유출된 스펙표에서는 미믹스4에 100W 충전이 적용된다고 한다.[14] 완전방전 시키기(리튬이온 배터리에 해당), 비정품/미인증 충전기 혹은 케이블로 충전 등등[15] 기기에서 높은 와트를 달라고 요구하는데 그렇게 되면 충전기가 무리를 하게 되면서 발열이 생길수 있으며, 이로 인해 충전기에 안 좋은 수명을 주게 된다. 물론 스마트폰 한정으로는 일반 유선충전도 10W(5V 2A)급의 충전기는 문제가 크게 되지 않는다. 보통 10W까지는 스마트폰에서는 고속/급속충전이 아닌 일반 유선충전으로 인식하기 때문.[16] 적당히 전압 몇볼트 넘으면 전력 커트.[17] 몇몇 보조 배터리는 이러한 제품에 대비해서 저전력 모드로 충전하는 기능을 내장하기도 한다.[18] 케이블을 꽂고 몇 초 내에 정해진 뒤 계속 그 모드로 가므로, 충전기 충전 성능이 바뀌면 케이블을 뽑았다 꽂아주어야만 그 성능을 누릴 수 있다. 귀찮으니 충전기단에서 전기를 끊었다 이어주는 듯.[19] 충전 시간이 짧아야 급속충전에 부합할 수 있지만, 보통 2시간 정도 걸리기 때문에 급속충전이 아니다.