USB Type-C 단자에서 12V 출력하기

USB Type-C 단자에서는 PD 충전 방식방식을 지원하는 충전기에 한해서 5V 이외에도 9V, 12V, 15V, 20V 등을 출력할 수 있다. PD 충전 방식이란, USB Power Delivery의 약자인데, USB 타입C 단자를 이용해서 최대 100W까지 전력공급이 가능한 고속충전기술을 뜻한다.

 

 

 

USB Type-C 핀배열

 

USB Type-C 의 핀배열은 위의 그림과 같고, 뒤집어서 꽂아도 똑같이 연결되도록 구성되어 있다. 각 단자별 역할은 위키백과에 자세히 설명되어 있다. 

아직 자료 조사중이고, 이것 저것 실험을 해 보던 차에 누군가에게 도움이 될 수도 있을 것 같아서 블로그에 기록을 남기기로 했다.

USB Type-C 단자에서 5V 이외의 전압을 출력하려면 알리익스프레스에서 디코이 보드(Decoy Board) 를 구매하는 방법이 있다.

디코이(Decoy) 란, 유인하다, 꾀어내다, 바람잡이 등의 의미를 가지는데, 12V 가 필요한 기기처럼 위장해서 USB Type-C 단자에서 12V 를 빼내는 것이라고 유추해볼 수 있다.

알리익스프레스에서 판매하고 있는 USB Type-C 단자를 가진 디코이보드 이다. 이 보드를 이용하면 USB Type-C 단자에서 9V, 12V 등을 출력할 수 있게 된다. (판매처 링크)

10개를 주문하였고, 주문한 지 약 1주일 만에 배송이 되었다.

배송된 디코이보드 이다. IC 칩이 하나 있고, 납땜을 해서 해당 단자를 쇼트시키는 방법으로 출력전압을 바꿀 수 있도록 되어 있다.

IC 칩에는 이름이나 다른 기록이 없는 것으로 보아, 커스텀 IC 이거나 IC 정보를 숨기려는 의도를 엿볼 수 있다.

먼저 9V 전원이 필요한 장난감 등에 사용하기 위하여 9V 를 출력하도록 만들었다. 도어락 등의 배터리가 소진되었을 때 활용이 가능할 것 같다.

9V 를 사용하는 장난감이 없어서 일단 만들기만 했다. (추후 9V 를 사용하는 장난감 등이 생기면 테스트를 할 예정이다. )

12V 를 출력하는 셋팅을 그대로 두고, 시가잭 소켓을 연결했다. 차량 시가잭에 연결해서 사용하는 소규모 가전기기들을 동작시켜 보기 위해서이다.

12V 용으로 만들어진 COB(Chip On Board) 방식의 LED 조명도 연결해 보았다.

캠핑 등 야외에서 조명이 필요한 경우 활용할 수 있다.

12V 어댑터 출력단자를 극성에 맞게 연결해 보았다. 12V 어댑터를 사용하는 웬만한 가전들은 사용할 수 있을 것 같다.

테스트에 사용된 보조배터리 이다. 아이노비아에서 만든 30000mAh 짜리 보조배터리 이다.

USB Type-C 단자는 20V 3.25A 까지 낼 수 있고, 12V 에서는 3A 의 출력을 낸다.

전원측에 다양한 전압을 출력하는 기능이 없는 경우, 이 보드를 사용해도 승압이 되지 않는다.

먼저 12V 21W 자동차 전구를 연결해 보았다. 밝게 잘 켜진다.

12V 21W 이므로 흐르는 전류는 2A 정도로 보면 된다. 어떤 가전기구든 최대 출력을 연결해버리면 금방 고장나므로, 최대출력의 80% 정도까지만 사용하는 것이 현명하다.

COB 형식의 LED 조명을 연결해 보니 잘 켜진다.

캠핑시 사용할 수 있도록 보완을 해야겠다.

전동킥보드용 전조등에 연결해 보았다. 이 전조등은 12V~60V 사이의 전원을 연결하면 불이 켜지는 형식이다.

야외에서 작업등이 필요할 때 활용할 수 있을 것 같다.

집에서 라돈 측정에 사용할 수 있는 라돈아이(Radon Eye) 의 전원공급용으로도 시험해 보았다.

아이노비아 30000mAh 보조배터리는 라돈아이를 24시간 가동시켰을 때 100% → 80% 까지 방전되었다.

이론상으론 5일동안 동작시킬 수 있다는 의미이다.

전원이 공급되지 않는 곳의 라돈을 측정하려는 경우 유용할 것 같다.

12V 출력에 차량용 인버터를 연결해 보았다.

이 곳에 25W 납땜인두를 연결해 보니 출력이 딸리는지 인버터에서 고주파 잡음이 심하게 났다. 보조배터리의 출력은 최대 65W 이지만, 단계를 거치면서 손실이 생겨나는듯 하다.

220V 10W 의 전구를 연결하니 밝게 켜진다. 인버터를 이용하면 220V 소규모 가전제품도 동작시킬 수 있지만 효율은 나쁘다.  

30000mAh 보조배터리는 용량이 큰 만큼 꽤 무거운데, 무겁다는 단점을 상쇄할 만한 기능은 스마트폰 이외에 다른 가전들도 충전할 수 있다는 점이다.

보유하고 있던 노트북의 USB Type-C 단자에 보조배터리를 연결해 보니 노트북이 충전이 된다.

배터리의 용량 감소에 따른 충전 량을 확인해 보니 노트북 : 보조배터리 비율이 75:98, 81:90, 88:82 로 되었다.

보조배터리가 16% 방전될 때, 노트북은 13% 가 충전되었다. 이 보조배터리로 완전방전된 노트북 1회 만충은 불가능하다.  

이 모든 실험은 아이노비아 보조배터리 30000mAh 2개를 득템하면서 하게 된 실험이었다.

집에 있는 다른 보조배터리로 해 보니, 자동차 전구는 언감생심이고, 명판에만 12V 라고 되어있지 실제 사용할만한 출력은 나오지 않았다.

220V 에 연결하는 USB Type-C 충전기의 명판에 12V 출력여부가 표시된 경우, 12V 가 출력됨을 알 수 있었다.



결론 : 아이노비아 30000mAh 짜리 보조배터리의 USB Type-C 단자와 디코이보드를 이용하면 12V 의 가전기구를 동작시켜 볼 수 있다.

필자는 본 제품을 대회 상품으로 받은 것이며, 제조사로부터 받은 제품이 아닙니다.