USB PD 3.1과 EPR: 240W 초고속 충전 기술의 작동 원리와 케이블의 요구 조건

USB PD 3.1과 EPR: 240W 초고속 충전 기술의 작동 원리와 케이블의 요구 조건

최신 정보 업데이트: 2025년 3월

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USB PD 3.1의 등장: SPR에서 EPR 시대로

USB Type-C 커넥터를 활용하는 USB Power Delivery (USB PD) 기술은 오랫동안 최대 100W (20V/5A)의 전력을 지원해왔습니다. 이 범위는 표준 전력 범위(SPR, Standard Power Range)로 불립니다. 그러나 고성능 게이밍 노트북, 고해상도 대형 모니터, 고속 도킹 스테이션 등 더 많은 전력을 요구하는 장치들이 늘어나면서, 기존 100W의 한계가 명확해졌습니다.

확장 전력 범위(EPR)의 도입

2021년에 발표되고 2025년 현재 주류로 자리 잡고 있는 USB PD 3.1 규격은 이 전력의 한계를 대폭 확장했습니다. USB PD 3.1은 확장 전력 범위 (EPR, Extended Power Range)를 정의하며, 최대 전력 공급량을 240W (48V/5A)까지 늘렸습니다. 이로써 USB-C는 거의 모든 노트북과 일부 데스크톱 장비까지 충전할 수 있는 진정한 범용 전력 표준이 되었습니다.

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240W 초고속 충전 기술의 작동 원리

EPR은 기존의 USB PD 작동 원리를 기반으로 하지만, 더 높은 전압을 사용하여 전력을 전달하는 것이 핵심입니다. EPR의 작동 방식은 다음과 같습니다.

1. 전력 협상 프로토콜의 진화

USB PD 충전의 핵심은 전력 협상(Negotiation)입니다. 충전기(소스)와 장치(싱크)는 CC(Configuration Channel) 라인을 통해 연결되자마자 통신을 시작합니다. 이 과정에서 다음 정보가 교환됩니다.

• 케이블 식별: 장치는 E-Marker 칩을 통해 케이블이 240W EPR을 지원하는지 확인합니다.
• 전압 요청 및 수락: 장치는 충전기에 필요한 전력량(예: 180W)을 요청합니다. 충전기는 케이블과 장치의 능력을 고려하여 48V, 36V, 또는 28V의 새로운 EPR 고정 전압 중 하나와 5A 전류를 조합한 전력을 제공할 것을 제안합니다.

2. EPR의 새로운 고정 전압 레벨

SPR이 5V, 9V, 15V, 20V의 고정 전압을 사용했다면, EPR은 최대 전력량에 도달하기 위해 새로운 고정 전압을 추가했습니다.

EPR 전압	최대 전류	최대 전력
28V	5A	140W
36V	5A	180W
48V	5A	240W

이처럼 전압을 높여 전력을 전달함으로써, 전류(A)를 5A로 유지하여 기존 100W 케이블 대비 더 굵은 도체나 복잡한 구조 없이도 전력 전달량을 획기적으로 늘릴 수 있게 됩니다.

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240W EPR 충전을 위한 케이블의 필수 요구 조건

240W EPR 충전의 핵심은 안전성입니다. 고전압 환경에서 케이블이 시스템의 가장 약한 고리가 되는 것을 방지하기 위해, USB-IF는 240W EPR 케이블에 매우 엄격한 요구 사항을 적용하고 있습니다.

1. E-Marker 칩의 필수 탑재 및 정보 확장

240W를 지원하는 모든 케이블에는 E-Marker 칩이 필수적으로 내장되어야 합니다. 이 칩은 단순히 100W 지원 여부를 넘어, 케이블이 EPR 전압(28V, 36V, 48V) 및 5A 전류를 안전하게 처리할 수 있다는 정보를 명시적으로 저장하고, 이를 장치와 충전기에 전달해야 합니다. 칩의 정보가 없으면 240W 충전기는 안전을 위해 전력 공급을 100W 이하의 SPR 수준으로 제한합니다.

2. 고전압 내성 및 강화된 구조

• 내전압 강화: 케이블 내부 도체 및 절연체는 기존 20V 대비 훨씬 높은 48V 전압에서 안정적으로 작동해야 합니다.
• 품질 인증: USB-IF는 240W EPR 케이블에 대해 별도의 인증 로고 프로그램을 운영하고 있으며, 소비자는 케이블 또는 포장재에서 EPR 240W 로고를 확인해야 안전성을 확신할 수 있습니다. (출처: 2025년 USB-IF 공식 가이드라인)

3. 데이터 전송 규격과의 결합

최신 240W EPR 케이블은 대부분 고속 데이터 전송 규격(예: USB4 40Gbps 이상, Thunderbolt 5)까지 동시에 지원하는 풀 피처드(Full-Featured) 케이블로 출시되고 있습니다. 이는 고전력 전송이 곧 고성능 데이터 전송을 위한 기반이 되기 때문입니다.

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결론 및 인사말

USB PD 3.1과 EPR의 도입은 USB 충전 기술의 역사를 완전히 새롭게 쓰고 있습니다. 240W 초고속 충전은 전력 케이블 없이 USB-C 하나로 모든 작업을 처리할 수 있는 진정한 유니버설 독(Universal Dock) 환경을 현실화했습니다. 그러나 이러한 고전력 환경에서는 EPR 전압에 대한 내구성과 E-Marker 칩을 통한 정확한 전력 협상이 안전성의 핵심입니다. 2025년 현재, 소비자는 반드시 USB-IF 인증 EPR 240W 로고가 표기된 제품을 선택하여, 장비 보호와 최적의 성능을 동시에 확보해야 합니다. 이 분석이 초고속 충전 기술을 이해하는 데 도움이 되었기를 바라며, 더욱 스마트한 충전 환경을 구축하시기를 응원합니다. 감사합니다.

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