IT Life

이제는 ‘무선충전’ 시대 !

2015.09.17 09:30

안녕하세요? LG CNS 대학생 기자단 이덕입니다.


여러분, 한 번이라도 지긋지긋한 선에서 벗어나고 싶다고 생각해보신 적 있으신가요? 


이러한 소비자들의 욕구를 충족시켜주기 위해서 LG전자를 비롯한 다양한 전자회사에서 무선충전이 가능한 케이스와 충전기를 판매하고 시작했고, LG 하우시스는 인조대리석에 무선충전기를 내장한 실용적 디자인 제품 ‘테크탑(Techtop)’을 발표했습니다.


이처럼 무선충전이 본격적으로 각광받기 시작한 것은 스마트폰이 상용화 되면서부터인데요. 스마트폰이 기존 기기들에 비해 소비하는 전력량이 증가했기 때문에 선 없이 어느 곳에서나 충전이 가능한 기술의 필요성이 대두되기 시작했습니다. 


거기에 전기자동차, IoT 제품 등 유선충전보다 무선충전이 유리한 분야가 늘어나면서 수많은 기업들이 무선충전에 대한 연구와 투자를 진행하고 있습니다. 


무선충전에는 크게 자기유도방식(Magnetic Induction)자기공명방식(Magnetic Resonance)이 있습니다. 


먼저 ‘자기유도방식’이란 전자기학의 ‘전자기유도원리’를 이용한 무선충전 방식인데요. 전류를 송신부 코일에 흘려 자기장을 발생시킨 뒤, 수신 코일에 자기장이 들어가 다시 유도전류를 발생시켜서 배터리를 충전하는 기술입니다. 


<전자기유도원리를 이용한 무선충전 방식 (출처: ETRI(한국전자통신연구원) 보고서)>


장점으로는 충전시간이 짧고 충전효율이 좋으며 전자파가 거의 발생하지 않아 인체에 무해하고 코일의 공진주파수와 전송주파수가 달라 소형화가 가능한데요. 하지만 전력전송거리가 짧아 충전매트에 밀착 되어 있어야 하고 소형화를 하게 되면 충전거리가 더 줄어든다는 단점도 가지고 있습니다.


자기공명방식’은 자기유도방식과 비슷하지만 1차코일과 2차코일의 주파수가 모두 동일하게 제작해 코일 사이에 공진을 발생시켜 공진모드 에너지 결합을 통해 배터리를 충전하는 방식입니다.


 <자기공명방식을 이용한 무선충전 방식 (출처: http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8165928.stm)>


무엇보다 자기공명 방식의 장점은 충전매트와 몇 미터 이내의 거리에 전력송신이 가능하고 다수의 기기를 한번에 충전할 수 있다는 것인데요. 


단점으로는 코일설계가 어렵고 자기공진방식 특성상 전자파가 많이 발생해 인체에 유해할 가능성이 있다는 것입니다. 하지만 연구를 통해 두 가지 문제들만 해결한다면 가장 각광받는 무선충전방식이 될 것이란 전망이 있습니다.


<WPC 인증 마크 Qi (좌), PMA 로고(우)> 


자기유도방식은 WPC(Wireless Power Consortium)와 PMA(Power Matters Alliance)가 주도하고 있는데요. 


WPC는 LG, 삼성과 같은 많은 기업들이 참여하고 있는 단체인데, 처음으로 치(Qi)라는 자기유도방식 인증 규격을 만들어 무선충전의 표준화에 기여하고 있습니다.


PMA는 파워매트(Powermat)社의 기술을 바탕으로 설립되었는데, AT&T, 스타벅스 같은 회사들이 참여하고 있고 넷북이나 울트라북 같이 스마트폰보다 전력 소모가 큰 기기들에게 적용할 수 있는 규격을 목표로 하고 있습니다.


<출처 : 리젠스(Rezence) 홈페이지>


자기공명 방식은 A4WP(Alliance for Wireless Power)가 주도하고 있는데요. 퀄컴, 인텔, 삼성전자 등 다양한 기업들이 참여하고 있습니다. 


처음으로 자기공명방식의 리젠스(Rezence) 인증 규격을 만들었는데요. 최근에는 WPC에 대항하기 위해 PMA와 합병하여 크기가 더욱 커졌기 때문에 리젠스 인증이 더욱 활성화 될 것으로 보입니다.


2015년 3월, 세계가구시장의 50%를 점유하고 있는 북유럽 가구회사 이케아(IKEA)가 ‘Mobile World Congress 2015’에서 깜짝 출품을 했는데요. 



<스웨덴 가구 업체 이케아의 무선 충전 기능을 탑재한 가구 (출처: 이케아 홈페이지)>


바로 Qi인증을 받은 자기유도 무선충전기와 가구가 결합된 제품들과 기존 가구에 결합 시킬 수 있는 무선충전 패키지입니다. 무선충전이 자연스럽게 생활 속에 다가갈 수 있도록 만든 것이지요.


이케아 뿐만 아니라 다양한 회사에서 무선충전기술이 들어간 제품들을 출시하고 있는데요. 내 핸드폰을 무선충전이 가능하도록 만드는 ‘무선충전패치’, 전기차를 충전할 수 있는 퀄컴의 무선충전 솔루션 ‘헤일로’, 와이파이(WiFi)망을 이용해 전원을 공급하는 ‘PoWiFi’ 등 다양한 무선충전기술들이 발전하고 있습니다. 


이처럼 다양한 분야에서 무선충전은 활성화가 되고 있으며 우리 생활 속에 들어오고 있습니다. 하지만 아직 남겨진 과제가 많은데요. 


첫 번째로 유선충전에 비해 충전효율이 떨어진다는 것이고 두 번째로 전자파에 대한 안정성 문제를 해결해야 한다는 것입니다.

 

따라서 지속적인 관심과 R&D를 통해 이 문제들만 해결된다면, 언젠가 선이 전혀 없는 세상에서 살아갈 수 있지 않을까요?





[참고자료] 

1. ETRI 무선전력전송 기술동향과 발전방향 보고서

2. 네이버 캐스트: 무선충전    

   (http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=122&contents_id=84913)



Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS

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