어댑터를 꽂아도 반응 없는 노트북, 충전 IC까지 전압 따라가기

어댑터를 꽂아도 충전 LED가 안 켜지고 전원 버튼에도 반응이 없는 노트북, 흔히 말하는 ‘전원 무감’입니다. 이럴 때 메인보드 전체가 나갔다고 단정하기 쉽지만, 어댑터 입력부터 충전 IC까지 이어지는 짧은 전원 경로의 한 지점에서 전압이 끊겨도 같은 증상이 나옵니다. 그래서 보드 전체를 의심하기 전에 이 경로부터 따라가 봅니다.

이 글에서는 노트북의 충전 전원 경로를 간단히 짚고, 멀티미터로 입력 쪽부터 한 칸씩 전압을 따라가며 끊긴 지점을 찾는 순서를 정리합니다. 부품 이름과 신호는 TI의 노트북 충전 컨트롤러 bq24780S 데이터시트(SLUSC27C)를 기준으로 설명합니다. 제조사와 모델마다 IC와 핀 이름이 다르니 실제 작업은 해당 보드의 회로도나 보드뷰로 확인하세요.

이 글에는 직접 계산한 그래프 두 개를 함께 넣었습니다. 하나는 bq24780S 데이터시트의 어댑터 감지(ACDET) 문턱과 예시 분압 저항으로, 분압 저항 주변에 누설이 생기면 19~20V 어댑터를 꽂아도 충전 IC가 어댑터를 인정하지 못하는 조건을 계산한 것입니다. 다른 하나는 전류 감지 저항 양단에서 몇 mV가 읽혀야 하는지를 3셀 배터리 충전 곡선과 함께 계산한 것입니다. 가정한 조건은 각 그래프 설명에 모두 적었습니다.

안전 먼저: 배터리부터 분리합니다

• 하판을 열면 먼저 배터리 커넥터부터 뽑습니다. 리튬 배터리는 전원이 꺼진 상태에서도 큰 전류를 낼 수 있어, 드라이버나 프로브가 단락시키면 불꽃이 튀거나 패턴이 탈 수 있습니다.
• 부풀었거나 찍힌 배터리는 누르거나 구부리지 말고 불연성 용기에 따로 보관합니다. 부푼 배터리는 재사용하지 않습니다.
• 통전 측정은 어댑터만 연결한 상태에서, 가능하면 전류 제한을 건 벤치 파워로 합니다. 프로브는 한 손으로 잡고, 인접 핀을 동시에 건드리지 않도록 뾰족한 팁을 씁니다.

충전 전원 경로 한눈에 보기

충전 IC에 따라 전원 경로의 구조가 조금 다릅니다. 이 글의 기준인 bq24780S는 어댑터가 정상으로 판정되면 ACFET·RBFET을 통해 어댑터 전압을 그대로 시스템에 연결하고, 벅 컨버터는 배터리 충전에 씁니다. 어댑터가 빠지면 BATFET이 배터리를 시스템에 붙입니다. NVDC(Narrow VDC) 방식 충전 IC는 벅 컨버터 출력이 시스템 전원(VSYS)이 되고 배터리가 BATFET을 통해 이 VSYS에 붙었다 떨어졌다 하는 구조입니다. 세부는 다르지만 어댑터 입력에서 입력 FET, 입력 감지 저항, 충전 IC 순서로 따라간다는 점은 같습니다. 경로를 순서대로 보면 다음과 같습니다.

• DC 잭(또는 USB-C 포트): 어댑터 전압이 처음 들어오는 곳입니다.
• ACFET·RBFET: 입력 스위치 역할을 하는 N채널 MOSFET 한 쌍입니다. bq24780S 데이터시트에 따르면 ACFET은 어댑터와 시스템을 분리하고 꽂을 때의 돌입 전류를 제한합니다. RBFET은 역전압과 배터리 역류를 막습니다.
• 입력 전류 감지 저항: 수 mΩ 크기의 큰 칩 저항으로, 충전 IC가 어댑터에서 끌어오는 전류를 재는 데 씁니다. bq24780S 예시 회로는 10mΩ이고, 배터리 쪽에도 충전 전류를 재는 감지 저항이 따로 있습니다.
• 충전 IC: 어댑터가 정상인지 판단(ACDET 입력, ACOK 출력)하고, 입력 FET을 켜고, 벅 컨버터로 충전 전류를 만듭니다(NVDC 방식이라면 VSYS도 이 벅 컨버터가 만듭니다). 내부 LDO로 게이트 구동용 전압(REGN)도 만듭니다.
• EC(임베디드 컨트롤러): SMBus로 충전 IC에 충전 전압과 전류를 설정합니다. EC가 동작하지 않으면 충전이 시작되지 않는 보드도 있습니다.

입력 쪽부터 한 칸씩 따라가는 점검 순서

• 1. 어댑터와 잭: 어댑터 출력 전압을 멀티미터로 먼저 잽니다. 정격이 19V 계열이라면 무부하에서 그 근처가 나와야 합니다. 이어서 보드 쪽 잭 핀이나 잭 커넥터 뒤에서 같은 전압이 들어오는지 봅니다. 잭 핀이 헐겁거나 탄 자국이 있으면 잭부터 손봅니다. 케이블을 흔들 때 전압이 튄다면 어댑터 케이블 단선도 의심합니다.
• 2. 입력 FET: bq24780S 예시 회로에서 ACFET과 RBFET은 소스끼리 맞붙어(CMSRC) 있고, 두 게이트를 ACDRV 핀 하나가 함께 구동합니다. ACFET 앞(어댑터 쪽)에는 어댑터 전압이 있는데 RBFET 뒤(감지 저항 쪽)에 전압이 없다면 FET이 켜지지 않은 것입니다. 데이터시트에 따르면 ACOK가 HIGH일 때 ACDRV는 CMSRC보다 6V 높아집니다. 그래서 두 가지를 구분합니다. ACDRV가 CMSRC보다 올라가지 않으면 충전 IC가 어댑터를 인정하지 않은 것이므로 4단계로 가고, ACDRV는 올라가는데 뒤쪽 전압이 없다면 FET 자체 불량을 의심합니다. 떼어 낸 FET을 재는 방법은 MOSFET 점검 글에 정리해 두었습니다.
• 3. 전류 감지 저항: 저항 양쪽 모두에 입력 전압이 있어야 합니다. 한쪽에만 있다면 저항 단선이나 납땜 들뜸입니다. 전원을 끈 뒤 저항 모드로 재면 거의 0Ω에 가까워야 합니다.
• 4. 충전 IC: IC의 VCC 핀에 입력 전압이 들어오는지, REGN 전압(bq24780S 기준 대표 6V, 데이터시트 범위 5.7~6.3V)이 나오는지 확인합니다. ACDET 핀은 어댑터 전압을 저항 분배로 낮춘 값이 들어가는 곳입니다. 데이터시트에 따르면 ACDET가 약 0.6V를 넘으면 REGN과 내부 바이어스가 켜지고, 2.4V를 넘어야(VCC가 UVLO 이상이고 과전압 보호 문턱 아래인 조건 등과 함께) ACOK가 HIGH가 됩니다. ACDET가 0.6V는 넘지만 2.4V에 못 미치면 REGN은 나오는데 ACOK는 LOW로 남아 입력 FET이 켜지지 않습니다. 분배 저항 하나가 틀어지거나 주변에 누설이 생겨도 이렇게 될 수 있다는 것을 아래에서 직접 계산해 보았습니다.

직접 계산: 19V가 들어와도 ACDET가 2.4V에 못 미치는 경우

4단계에서 본 것처럼 bq24780S는 ACDET 핀 전압으로 어댑터가 꽂혔는지 판정합니다. 데이터시트(SLUSC27C)의 예시 회로는 어댑터 전압을 위 저항 430kΩ과 아래 저항 66.5kΩ으로 나눠 ACDET에 넣습니다. 이 분압의 아래 저항(ACDET–GND) 주변에 부식이나 오염으로 누설 경로가 생기면 ACDET 전압이 얼마나 내려가는지 직접 계산했습니다.

가정은 다음과 같습니다. ACDET 전압은 어댑터 전압 × 아래 저항 ÷ (위 저항 + 아래 저항)으로 계산했고, 누설은 아래 저항에 병렬로 붙은 저항 하나(1MΩ, 300kΩ, 100kΩ)로 보았습니다. ACDET 핀으로 흘러드는 전류는 무시했습니다. ACOK 상승 문턱 2.375~2.425V(대표 2.4V)와 WAKEUP 문턱 0.57~0.8V는 데이터시트 전기적 특성 표의 값입니다. 예시 회로의 분압은 데이터시트 설계 예시의 어댑터 범위 17.7~24V에 맞춘 값이라, 실제 노트북 보드의 저항값은 보드뷰나 회로도로 확인해야 합니다. 누설 저항 값은 계산을 위해 정한 값입니다.

직접 계산 결과, 정상 분압에서 ACOK가 켜지는 어댑터 전압은 대표 문턱 기준 17.92V(문턱 범위로 17.73~18.11V)였고, 19.5V 어댑터에서 ACDET는 2.612V로 문턱보다 0.212V 높았습니다. 여유가 0.2V 남짓이라 아래 저항 쪽 누설에 민감합니다. 누설 1MΩ이면 ACOK가 켜지는 어댑터 전압이 18.95V(18.75~19.15V)로 올라가, 19.0V 어댑터에서 ACDET가 2.406V로 문턱 범위 안에 걸립니다. 같은 누설이라도 IC 개체와 어댑터 전압에 따라 켜지기도 하고 안 켜지기도 하는 경계입니다. 누설 300kΩ이면 21.36V가 필요해 19.5V에서 ACDET는 2.191V, 100kΩ이면 28.24V가 필요해 19.5V에서 1.657V였습니다. 28.24V는 VCC 과전압 보호(ACOVP) 대표값 26V보다도 높아서, 이 상태에서는 정상 어댑터로 ACOK를 켤 수 없습니다. 반면 REGN을 켜는 WAKEUP 최대값 0.8V는 누설 100kΩ에서도 어댑터 9.41V면 넘습니다. 즉 19V 어댑터를 꽂으면 REGN 6V는 정상으로 나오는데 ACOK만 LOW로 남아, 입력 FET이 켜지지 않는 상태가 됩니다.

참고로 누설이 위 저항(어댑터–ACDET) 쪽에 1MΩ으로 생기면 반대로 ACOK가 켜지는 어댑터 전압이 13.25V로 내려갑니다. 어댑터 감지가 오히려 쉬워지는 방향이므로, ‘꽂아도 반응 없음’과 연결되는 것은 아래 저항 쪽 누설이나 위 저항 값이 커진 경우입니다. 위 저항이 아예 끊기면 ACDET가 0V가 되어 REGN도 나오지 않습니다.

이 결과를 진단에 쓰는 방법은 다음과 같습니다.

• REGN은 나오는데 ACOK가 LOW라면 ACDET부터 잽니다. 보드의 두 분압 저항 값으로 계산한 분압비에 어댑터 전압을 곱한 값과 ACDET 실측값을 비교합니다. 실측값이 계산값보다 낮고 2.4V 근처나 그 아래라면 분압 쪽 누설이나 저항값 변화를 의심합니다. 데이터시트에 따르면 ACOK는 처음 꽂을 때 150ms, 그 뒤로는 1.3초의 디글리치 시간을 거쳐 올라가므로, 꽂자마자 잰 값으로 판단하지 않습니다.
• 전원을 뺀 상태에서 아래 저항 양단의 저항값을 잽니다. 몸체 표시값보다 뚜렷하게 낮으면 병렬 누설을 의심합니다. 다만 보드 위에서는 IC 핀 내부 경로가 함께 재어지므로, 한쪽 다리를 띄워 재거나 같은 모델의 정상 보드 값과 비교합니다.
• ACDET 주변에 부식이나 오염 흔적이 있으면 세척하고 완전히 말린 뒤 다시 잽니다. 누설은 습기와 온도에 따라 값이 바뀌므로, 세척 전후로 ACDET 전압이 달라지는지 보면 누설 여부를 가늠할 수 있습니다.
• ACDET가 0V 근처이고 REGN도 없다면 위 저항 단선이나 ACDET–GND 단락, 또는 그 앞의 입력 전압부터 다시 확인합니다.

이 계산은 데이터시트 예시 회로의 저항값으로 한 것입니다. 실제 보드는 어댑터 전압과 설계에 따라 분압비가 다르고, 다른 충전 IC는 핀 이름(ACIN, ACDET 등)과 문턱 전압이 다를 수 있습니다. 다른 IC라면 그 데이터시트의 문턱 값과 보드의 저항값으로 같은 계산을 해 보시기 바랍니다.

증상으로 원인 좁히기

• 어댑터를 꽂으면 어댑터 전압이 크게 떨어지거나 어댑터 LED가 깜빡임: 입력 라인 어딘가에 단락이 있다는 신호입니다. 입력 FET, 입력 쪽 MLCC, TVS 다이오드 단락을 먼저 의심합니다. 이때는 전류 제한을 건 벤치 파워로 전압을 넣고 열화상 카메라로 발열 지점을 찾습니다. 전류 제한 값을 정하는 방법은 벤치 파워 첫 통전 글에서 다뤘습니다.
• 어댑터 전압은 정상인데 ACFET 뒤에 전압이 없음: ACDET 핀 전압을 먼저 재고, ACDET 분배 저항, 충전 IC의 VCC 입력, IC 자체 불량을 차례로 봅니다.
• 배터리로는 켜지는데 어댑터로는 충전이 안 됨: 입력 경로는 살아 있지만 충전 설정이 안 되는 경우입니다. 감지 저항 양단의 mV, EC와 충전 IC 사이의 SMBus 통신, 배터리 쪽 BATFET을 봅니다.
• 충전 LED는 켜지는데 전원이 안 켜짐: 충전 경로가 아니라 그 다음 단계, 즉 대기 전원(3V/5V 상시 전원)이나 EC 쪽을 먼저 봅니다.

직접 계산: 감지 저항에서 몇 mV가 읽혀야 하나

bq24780S 예시 회로에는 감지 저항이 두 개 있습니다. 어댑터 쪽 입력 전류를 재는 RAC(ACP–ACN)와 배터리 충전 전류를 재는 RSR(SRP–SRN)이며, 예시 값은 둘 다 10mΩ입니다. 3단계에서는 저항 양쪽에 전압이 있는지만 봤는데, 양단의 전압 차이를 mV 단위로 재면 실제로 전류가 흐르는지 알 수 있습니다. 감지 저항 양단 전압과 3셀 배터리 충전 곡선을 직접 계산했습니다.

가정은 다음과 같습니다. 감지 저항 양단 전압은 V = I × R로 계산했습니다. 10mΩ는 데이터시트 예시 회로의 값이고 20mΩ는 비교를 위해 넣은 값이며, 3.2A는 데이터시트 설계 예시에서 65W 어댑터에 정한 입력 전류 제한입니다. 충전 곡선은 3셀 직렬(3S) 4Ah 팩을 셀 개방 전압 곡선(일반적인 리튬이온 셀 모양을 본뜬 가정값)과 팩 내부 저항 0.15Ω으로 모델링하고, SOC 10%에서 시작해 12.6V/2A로 정전류(CC) 뒤 정전압(CV) 충전한다고 보았습니다. 데이터시트 설계 예시는 12592mV/4096mA이지만 여기서는 2A로 계산했습니다. bq24780S는 충전 종료를 스스로 판단하지 않고 호스트(EC)가 충전 전류를 0으로 써서 끝내므로, 종료 전류 0.4A(C/10)도 가정입니다. 입력 쪽은 어댑터 19.5V, 충전 효율 92%, 노트북 전원이 꺼져 있어 시스템 부하가 없다고 보았습니다.

직접 계산 결과, 10mΩ 감지 저항에서는 2A가 20mV, 3.2A가 32mV, 0.4A가 4mV이고, 20mΩ이면 같은 전류에서 두 배(40mV, 64mV, 8mV)가 됩니다. 충전 곡선에서는 CC 구간 동안 RSR 양단이 20mV로 일정하고 팩 전압이 10.65V에서 12.6V까지 올라갔으며, 100분에 CV로 바뀐 뒤 전류가 줄어 112.6분에 4mV(0.4A)에서 끝났습니다(종료 시 SOC 98.8%). 같은 동안 입력 쪽 RAC 10mΩ에는 충전 시작 때 11.87mV, CC 끝에서 14.05mV가 걸려 RSR보다 작게 읽혔습니다. 어댑터 전압이 배터리 전압보다 높아서 같은 전력을 더 적은 전류로 가져오기 때문입니다.

이 결과를 진단에 쓰는 방법은 다음과 같습니다.

• 배터리를 분리한 상태에서 ACFET 앞에는 어댑터 전압이 있는데 RAC 양쪽이 모두 0V라면 감지 저항이 아니라 입력 FET이 꺼져 있는 것입니다. 배터리가 연결돼 있으면 BATFET을 통해 배터리 전압이 시스템 쪽에 보일 수 있으므로 이 판단은 배터리를 뺀 상태에서 합니다. 이때는 0mV를 읽을 것도 없이 2단계(ACDRV)와 4단계(ACDET·ACOK)로 돌아갑니다.
• RAC 양쪽에 어댑터 전압이 있는데 차이가 0mV라면 입력 경로는 이어졌지만 전류를 끌어가는 곳이 없다는 뜻입니다. 노트북이 꺼져 있고 충전도 하지 않는 상태라면 정상일 수 있습니다. 배터리를 연결했고 가득 차지 않았는데 RSR도 0mV라면 충전이 허용되지 않은 것이므로, EC와 충전 IC 사이의 SMBus 통신, 배터리 쪽 보호 상태, BATFET을 봅니다.
• RSR의 부호도 봅니다. SRP 쪽이 높으면 충전 중이고, SRN 쪽이 높으면 배터리가 시스템으로 방전 중입니다. 어댑터를 꽂았는데 방전 방향으로 읽히면 시스템이 배터리 전력을 쓰고 있는 것입니다. bq24780S에는 시스템 전력이 어댑터 입력 전류 한도를 넘을 때 배터리 방전을 보태는 하이브리드 부스트 모드도 있으므로, 부하가 큰 상태라면 이 경우도 생각합니다.
• mV를 잴 때는 리드를 감지 저항 양 끝 패드에 직접 댑니다. 종료 근처의 4mV 같은 값은 멀티미터 오프셋과 리드 접촉에 따라 흔들리므로, 리드끼리 맞댄 상태의 표시값을 먼저 확인합니다. 데이터시트에 따르면 bq24780S는 RSR 양단이 5mV(10mΩ에서 0.5A) 아래로 내려가면 불연속 모드로 바뀌어 전류가 맥동하므로, 이 구간에서 멀티미터는 평균값을 보여 줍니다. 충전 전류를 보려면 배터리를 다시 연결해야 하므로, 입력 쪽 단락을 모두 배제한 다음에 합니다.
• 감지 저항 값은 몸체 표시로 확인합니다. R010은 10mΩ, R020은 20mΩ입니다. 같은 전류라도 저항값에 따라 읽히는 mV가 달라지므로 위 그래프에서 해당하는 선을 봅니다.

이 계산은 팩과 충전 조건을 단순화한 것입니다. 실제 충전 전류와 전압은 EC가 배터리의 온도와 셀 전압에 따라 정하므로 제품마다 다르고, CV 구간의 길이도 팩의 내부 저항과 노화 상태에 따라 달라집니다. 노트북이 켜져 있으면 RAC에는 충전 전류에 시스템 전류가 더해져 위 값보다 크게 읽힙니다. 수치는 ‘mV 단위로 무엇이 읽혀야 하는지’ 가늠하는 용도로 보시기 바랍니다.

USB-C로 충전하는 노트북이라면

USB-C 충전 노트북은 충전 IC 앞에 PD 컨트롤러가 한 단계 더 있습니다. USB PD 규격에서 충전기는 처음에 5V만 내보내고, 노트북의 PD 컨트롤러가 CC 라인으로 협상을 마친 뒤에야 20V 같은 높은 전압으로 올립니다. 그래서 점검 순서가 조금 달라집니다.

• 포트의 VBUS에 5V조차 없다면 충전기, 케이블, 포트 핀 손상을 먼저 봅니다.
• 5V에서 더 올라가지 않는다면 협상 실패입니다. PD 컨트롤러와 CC 라인(누설, 부식), 포트 쪽 TVS 다이오드를 봅니다. TVS 다이오드 단락을 가리는 방법은 TVS 다이오드 글을 참고하세요.
• 협상된 전압까지 정상으로 올라왔는데도 반응이 없다면, 그 다음은 DC 잭 방식과 같습니다. 입력 FET부터 충전 IC 순서로 따라갑니다.

PD 협상 전압은 USB 전압·전류 측정기를 포트와 충전기 사이에 끼우면 쉽게 확인할 수 있습니다.

충전 IC를 교체하기 전에 확인할 것

충전 IC는 QFN 패키지라 교체가 번거롭습니다. 그래서 교체 전에 주변 부품을 먼저 배제하는 편이 효율적입니다. IC 주변의 부트스트랩 커패시터, REGN 커패시터, ACDET 분배 저항, 입력 FET를 먼저 점검합니다. 같은 모델의 정상 보드가 있다면 핀별 대지 저항(다이오드 모드 값)을 비교하면 판단 근거가 분명해집니다. ACDET 핀 전압이 분압비로 계산한 값과 맞는지도 교체 전에 확인합니다.

교체할 때는 같은 부품 번호를 쓰는 것이 원칙입니다. 같은 계열이라도 SMBus 주소나 기본 설정이 다른 경우가 있습니다. 열풍기로 떼기 전에 보드 아래를 예열하면 주변 부품이 날아가는 일과 기판이 휘는 일이 줄어듭니다.

자주 묻는 질문

Q. 호환 어댑터를 썼더니 충전이 안 돼요.
일부 노트북은 어댑터의 ID 핀으로 정품 여부와 용량을 확인하고, 조건이 맞지 않으면 충전을 막습니다. 보드 고장으로 판단하기 전에 정품 어댑터로 먼저 확인합니다.

Q. 감지 저항이 타 있는데 같은 값으로 바꾸면 되나요?
저항값과 정격 전력, 크기를 모두 맞춰야 합니다. 다만 감지 저항이 탔다는 것은 과전류가 흘렀다는 뜻입니다. 저항만 바꾸지 말고 뒤쪽 단락 원인을 먼저 찾아야 같은 고장이 반복되지 않습니다.

Q. 어댑터를 꽂았는데 감지 저항 양단이 0mV입니다. 저항 불량인가요?
0mV는 전류가 흐르지 않는다는 뜻이지 저항이 나갔다는 뜻은 아닙니다. 저항이 끊기면 한쪽에만 전압이 남습니다(3단계). 배터리를 분리한 상태에서 저항 앞뒤가 모두 0V라면 입력 FET이 꺼진 것이고, 앞뒤에 어댑터 전압이 있는데 0mV라면 충전이 허용되지 않은 상태인지 봅니다. 위 직접 계산에서 10mΩ 감지 저항은 2A 충전 때 20mV였습니다.

참고 자료
Texas Instruments, 「bq24780S 1- to 4-Cell Hybrid Power Boost Mode Battery Charge Controller」 데이터시트(SLUSC27C, 2017년 3월 개정)
Texas Instruments, 「BQ24780S product page」
Mouser, 「TI bq24780S Battery Charge Controller」 제품 소개